Повышение эффективности рабочего процесса аккумуляторной топливной системы с давлением впрыскивания до 300 МПа тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.04.02, кандидат наук Душкин, Павел Витальевич

• Душкин, Павел Витальевич
• кандидат наук
• 2016

Оглавление диссертации кандидат наук Душкин, Павел Витальевич

Введение................................................................6

Глава 1. Состояние вопроса и задачи исследования.......................12

1.1. Основные направления совершенствования современных дизелей......12

1.2. Влияние параметров подачи топлива на показатели работы дизеля...16

1.3. Анализ конструкций аккумуляторных топливных систем с

электрогидравлическими форсунками....................................28

1.4. Методы моделирования гидродинамических процессов в современной

аккумуляторной топливной аппаратуре..................................40

Выводы по главе 1 и постановка задач исследования......................43

Глава 2. Экспериментальное исследование электрогидравлических форсунок

аккумуляторной топливной системы.......................................45

2.1. Описание экспериментального комплекса и объектов испытаний......45

2.2. Разработка элементов системы управления аккумуляторной топливной

системой.............................................................53

2.2.1. Архитектура системы управления..............................53

2.2.2. Управление топливным насосом высокого давления (ТНВД).......57

2.2.3 Результаты калибровки и некоторые этапы подбора коэффициентов

регулятора давления.................................................62

2.2.4 Управление электрогидравлической форсункой (ЭГФ)..............65

2.2.5. Программа для работы с системой управления...................73

2.3. Определение расходных характеристик различных электрогидравлических

форсунок в диапазоне давлений 100... 300 МПа..........................74

2.4. Гидродинамические эффекты при многократном впрыскивании.........79

2.4.1 Однократная подача топлива...................................81

2.4.2. Двукратное впрыскивание ....................................84

2.5. Межцикловая нестабильность малых подач..........................87

3

2.5.1. Методика исследования......................................87

2.5.2. Результаты исследования....................................89

Выводы по главе 2.....................................................92

Глава 3. Расчетное исследование гидродинамических процессов в электрогидравлических форсунках аккумуляторной топливной системы......94

3.1. Описание расчетного комплекса для моделирования гидродинамических

процессов в ЭГФ.....................................................94

3.1.1. Базовые расчетные модели...................................94

3.1.2. Дополнение метода расчета учетом зависимости коэффициентов истечения

через жиклеры ЭГФ от числа кавитации.............................103

3.2. Расчетный анализ вариантов конструкций управляющего клапана в диапазоне

давлений до 350 МПа на примере ЭГФ ВодсА...........................105

3.3. Методика снижения разброса цикловой подачи топлива между различными

экземплярами одной модели форсунки на примере ЭГФ АЗПИ для двигателя типа «Звезда»...........................................................112

3.4. Влияния интервала между предварительными впрыскиваниями на цикловую

подачу второго предварительного впрыскивания в диапазоне давлений 200...300

МПа на примере ЭГФ ВодсА............................................114

3.5. Рекомендации по повышению эффективности рабочего процесса АС с давлением впрыскивания до 300 МПа..................................119

Выводы по главе 3....................................................121

Глава 4. Влияние увеличения давления до 300 МПа на показатели рабочего цикла дизеля...............................................................122

4.1. Экспериментальный комплекс для моторных испытаний.............122

4.1.1. Описание стенда для моторных испытаний....................122

4.1.2. Управление углом опережения впрыскивания..................126

4.2. Моторные испытания влияния давления впрыскивания в диапазоне 100.300

МПа на показатели работы дизеля 1ЧН12/13............................128

4

4.2.1. Анализ влияния давления впрыскивания, наддува и угла опережения

впрыскивания на показатели рабочего цикла..........................128

4.2.2. Анализ влияния давления впрыскивания, наддува и угла опережения

впрыскивания на уровень структурного шума...................132

Выводы по главе 4...............................................134

Выводы..........................................................135

Литература......................................................137

Приложение А....................................................149

Приложение Б....................................................152

Приложение В....................................................154

Приложение Г....................................................155

Приложение Д....................................................156

5

Основные сокращения и обозначения

АЗПИ - Алтайский завод прецизионных изделий;

АС - аккумуляторная топливная система;

АЦП - аналого-цифровой преобразователь;

ВМТ - верхняя мертвая точка;

град. П.К.В. - градусы поворота коленчатого вала;

ГУ - граничные условия;

ДТ - дизельное топливо;

КС - камера сгорания;

КСУД - контроллер системы управления двигателем;

ЛВД - линия высокого давления топливной системы;

ЛНД- линия низкого давления;

ОГ - отработавшие газы;

ПЗВ - период задержки воспламенения;

С - дымность отработавших газов;

Сп - средняя скорость поршня;

ТС - топливная система;

ТЧ - твердые частицы;

УОВТ - угол опережения впрыскивания топлива;

ШИМ - широтно-импульсная модуляция;

ЭБУ - электронный блок управления;

ЭГНФ - электрогидравлическая насос-форсунка;

ЭГФ - электрогидравлическая форсунка;

ЭМ - электромагнит;

ЭМК- электромагнитный клапан.

CR - топливная система Common Rail;

- скорость нарастания давления;

ge - удельный эффективный расход топлива;

- среднее эффективное давление;

- максимальное давление цикла;

.Рвпр - давление впрыскивания;

6

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Повышение эффективности рабочего процесса аккумуляторной топливной системы с давлением впрыскивания до 300 МПа»

Введение

Актуальность работы. Усложняющаяся экологическая обстановка и увеличение количества техники, оснащенной двигателями внутреннего сгорания, заставляют исследователей искать средства снижения токсичности ОГ при сохранении экономических и мощностных показателей.

Одно из основных средств совершенствования двигателей - улучшение параметров топливоподачи, для чего в современных дизелях на многих режимах возникает необходимость существенного увеличения давления впрыскивания.

Таким образом, диссертационная работа, направленная на исследование рабочего процесса АС и совершенствование показателей дизеля увеличением давления впрыскивания до 300 МПа, является актуальной.

Цель работы. Улучшение экологических показателей дизеля и исследование особенностей рабочего процесса аккумуляторной топливной системы при увеличении давления впрыскивания до 300 МПа.

Задачи работы. Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

провести поиск и анализ информации по теме диссертационного исследования; разработать исследовательскую систему управления для проведения безмоторных и моторных испытаний, позволяющую работать с

электрогидравлическими форсунками с электромагнитным и пьезоэлектрическим приводом клапана при давлении до 300 МПа;

экспериментально исследовать рабочий процесс ЭГФ различных моделей, в том числе и при увеличении давления топлива до 300 МПа;

разработать расчетный комплекс, позволяющий моделировать процессы в АС с электрогидравлическими форсунками при повышенном давлении топлива;

на основе расчетов, полученных с помощью разработанного комплекса, и экспериментальных данных разработать рекомендации, направленные на повышение

7

эффективности рабочего процесса АС в условиях повышенного давления впрыскивания;

проверить целесообразность увеличения давления впрыскивания до 300 МПа для снижения выбросов токсичных составляющих ОГ и уровня шума на примере дизеля 1ЧН12/13.

Методы исследования. Выполнение цели диссертационного исследования достигается применением расчетных и экспериментальных методов.

Экспериментальное исследование рабочего процесса топливной аппаратуры проведено с использованием разработанного в МАДИ экспериментального комплекса, включающего: безмоторный стенд, систему управления, устройство регистрации малых подач и измерительную систему. Исследование по оценке влияния давления впрыскивания на показатели дизеля проведены на одноцилиндровом двигателе 1ЧН12/13, оснащенным: независимой системой наддува, системой управления и стендовой измерительной системой, включающей систему индицирования.

Расчетные исследования выполнялись на разработанном автором программном комплексе. Для проверки адекватности расчетных моделей использовались полученные в исследовании экспериментальные данные.

Научная новизна. В результате исследований получены новые научные результаты:

показана возможность путем увеличения давления впрыскивания до 300 МПа существенного снижения дымности ОГ; возрастание выбросов NOx с увеличением давления впрыскивания можно снизить путем увеличения давления наддува; из литературных источников следует, что дальнейшее снижение NOx может быть достигнуто с помощью рециркуляции ОГ;

показана возможность компенсации негативного влияния увеличения давления впрыскивания на уровень шума путем увеличения давления наддува;

8

экспериментально установлены особенности рабочего процесса АС с ЭГФ при давлениях впрыскивания до 300 МПа;

разработан расчетный комплекс, позволяющий моделировать работу АС с ЭГФ при давлении впрыскивания до 300 МПа;

проведен анализ влияния интервала между двумя предварительными впрыскиваниями и путей стабилизации второго предвпрыска.

Достоверность и обоснованность научных положений определяется следующим:

расчетные модели, находящиеся в основе программного комплекса проверены с помощью экспериментальных данных и обеспечивают удовлетворительную сходимость;

эксперименты проведены с учетом теории планирования и обработки данных. Точность применяемого оборудования и представленных результатов адекватна поставленным задачам.

Практическая ценность работы состоит в следующем:

разработаны рекомендации по выбору конструктивных решений при проектировании топливной системы, предназначенной для впрыскивания при давлениях до 300 МПа: увеличение внутреннего объема ЭГФ, использование гидравлически разгруженной конструкции управляющего клапана, применение конструктивных схем с минимальным трением в кинематических парах, применение распылителя без подводящих каналов;

установлена эффективность введения дополнительного жиклера в конструкцию ЭГФ АЗПИ с целью уменьшения разброса цикловых подач топлива в серийном производстве;

разработана исследовательская система управления, позволяющая поддерживать заданное давление в топливном аккумуляторе в диапазоне 30.400 МПа, осуществлять многократную подачу топлива в соответствии с заданным углом опережения впрыскивания;

9

разработан программный комплекс, позволяющий проводить расчетные исследования процессов в АС с ЭГФ при давлениях впрыскивания до 300 МПа. Расчетные модели, лежащие в основе комплекса, построены на базе следующих ЭГФ: АЗПИ для двигателя типа «Звезда», ВодсА CRI2.6 и ВодсА CRI2.2.

Реализация работы. Разработанная система управления внедрена в Проблемной лаборатории транспортных двигателей кафедры «Теплотехника и автотракторные двигатели» Московского автомобильно-дорожного государственного технического университета (МАДИ) для исследования рабочих процессов дизелей и их топливных систем. Программный комплекс применяется в инженерноконструкторском центре ОАО «НЗТА» и Инженерной академии Российского университета дружбы народов.

Личный вклад автора. Проведен поиск и изучение современной литературы по направлениям: рабочий процесс топливной аппаратуры при повышенном давлении впрыскивания, конструкция современных образцов ЭГФ, влияние параметров топливоподачи на показатели дизеля.

В составе рабочей группы подготовлено оборудование для проведения испытаний: безмоторный стенд, одноцилиндровая установка, устройство регистрации малых подач, измерительная система.

Разработана исследовательская система управления, изготовлены электронные блоки отдельно для безмоторного стенда и для одноцилиндрового дизеля. Для системы управления подключены необходимые датчики и налажена связь электронных блоков с компьютером.

В составе рабочей группы проведены исследования межцикловой нестабильности, проведены исследования гидродинамических эффектов в ЭГФ при многократном впрыскивании, проведены моторные испытания на одноцилиндровом дизеле.

Разработаны алгоритмы и программы расчетного комплекса, позволяющего проводить моделирование процессов в АС с ЭГФ.

10

Разработаны рекомендации по выбору конструктивных решений при проектировании перспективной топливной аппаратуры с давлением впрыскивания до 300 МПа.

Основные положения, выносимые на защиту. Описание экспериментального оборудования и основных объектов исследования - ЭГФ. Устройство разработанной электронной системы управления.

Результаты безмоторных испытаний топливной аппаратуры: регистрация расходных характеристик в расширенном до 300 МПа диапазоне давлений впрыскивания и определение границ работоспособности четырёх типов ЭГФ, исследование колебаний давления в нагнетательном трубопроводе и ЭГФ, анализ взаимного влияния составляющих дробного впрыскивания, оценка влияния конструкции ЭГФ на межцикловую нестабильность малых подач.

Расчетный комплекс для трех типов АС с ЭГФ и метод учета зависимости коэффициентов истечения через жиклеры ЭГФ от перепада давлений до и после жиклёров.

Результаты расчетных исследований: сравнительный анализ вариантов конструкций управляющего клапана в диапазоне давлений до 350 МПа, взаимное влияние составляющих двойного впрыскивания при давлениях 200.300 МПа.

Метод снижения разброса цикловых подач между различными экземплярами одной модели ЭГФ.

Рекомендации по повышению эффективности рабочего процесса АС с давлением впрыскивания до 300 МПа: применение гидравлически разгруженного управляющего клапана, увеличение внутреннего объема ЭГФ, применение конструктивной схемы с минимальным трением в кинематических парах, введение дополнительного жиклера в конструкцию управляющего клапана, применение распылителя без подводящего канала.

Результаты моторных испытаний дизеля 1 ЧН12/13 при различных давлениях наддува (до ^к=140 кПа) и впрыскивания (до ^ак=300 МПа).

11

Апробация работы. Диссертационная работа заслушана и одобрена на заседании кафедры «Теплотехника и автотракторные двигатели» ФГБОУ ВО МАДИ в 2016 г. Основные положения диссертационной работы доложены на научнотехнических конференциях и семинарах: в МГТУ им. Н. Э. Баумана (Всероссийский научно-технический семинар им. профессора В.И. Крутова, 2014, 2016 г.г.); в Центре испытаний ФГУП «НАМИ» (91-я Международная научно-техническая конференция ААИ, 2015 г.); в МАДИ (международная научно-техническая конференция «Луканинские чтения» (4 доклада в соавторстве), 2015 г.); в университете города Ниш (17th Symposium on Thermal Science and Engineering of Serbia, Сербия, 2015).

Публикации. Материалы исследований опубликованы в 7 статьях и 5 докладах, из них: 5 - в российских изданиях из Перечня ВАК, 2 - на иностранном языке в изданиях, входящих в международную базу цитирования Scopus, 5 - в виде тезисов докладов на научно-технических семинарах и конференциях. С участием автора получен один патент на изобретение.

Объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, выводов, библиографического списка и 5 приложений. Содержит 156 страниц машинописного текста, в том числе, 93 рисунка, 27 таблиц. Библиографический список содержит 107 наименований, в том числе 40 на иностранном языке.

12

Глава 1. Состояние вопроса и задачи исследования

1.1. Основные направления совершенствования современных дизелей

Основные направления совершенствования современных дизелей: улучшение показателей токсичности ОГ (приоритетная задача), повышение топливной эффективности, увеличение литровой мощности (форсирование) и повышение комфорта при эксплуатации.

Повышение комфорта - важная задача при разработке современного двигателя, включающая: снижение шума и вибраций, автоматизацию пуска двигателя в холодное время года, повышение плавности хода и т. д.

Все более актуальным становится вопрос стоимости производства. Жесткая современная конкуренция вынуждает производителей двигателей и их систем идти на удешевление конструкции, снижение количества деталей и, в отдельных случаях, жертвовать ресурсом (временем наработки на отказ) [81]. С другой стороны, современный дизель необходимо оснащать новыми дорогостоящими системами, которые на прежних моделях были дешевле, проще или вовсе отсутствовали.

Таким образом, поле направлений совершенствования современных дизелей широко, а требования, предъявляемые к ним, во многом противоречивы. Но главный вопрос в современном двигателестроении - борьба за сокращение вредного воздействия на окружающую среду и человека [19, 43, 44, 57].

Подтверждением данного утверждения служат законодательно установленные нормы на вредные выбросы, существенно ужесточившиеся в настоящее время.

В качестве примера на рис. 1.1 представлены нормы Tier 4, действующие на территории США. На территории Евросоюза действует стандарт Stage IV, эквивалентный Tier 4. На территории России актуальны нормы, эквивалентные Tier 3 / Stage III [80].

13

Частицы, г/(кВт*ч)

0,07

0,06

0,04

0,02

0,01

0

О 0,5 1,0

1,5 2,0 2,5 3,0

Рисунок 1.1- US ЕРА Tier 4 нормативы (NOx - выбросы оксидов азота, частицы - выбросы твердых частиц) [80]

Для достижения Tier 4 по сравнению с Tier 2 необходимо провести следующее снижение вредных выбросов [80]:

* внедорожная техника (- 48% NOx, * 80% ТЧ);

* морские суда (- 75% NOx, * 70% ТЧ);

* локомотивы (- 76% NOx, * 69% ТЧ);

* генераторы (- 89% NOx, * 80% ТЧ).

Уровень токсичности дизеля определяется степенью совершенствования его рабочего процесса и наличием систем внецилиндровой очистки отработавших газов [47].

Внецилиндровая очистка ОГ на современных дизелях как правило включает: систему селективной нейтрализации (SCR — Selective Catalytic Reduction) с впрыском реагента AdBlue (водный раствор мочевины) для снижения выбросов NOx и фильтры твердых частиц (сажевые фильтры). Данные системы позволяют значительно снижать токсичность отработавших газов, но обладают рядом недостатков: высокая стоимость,

14

необходимость в дополнительном техническом обслуживании, невозможность применять SCR в холодное время года.

Для современного дизеля совершенствование его рабочего процесса осуществляется следующими средствами: регулируемый наддув с промежуточным охлаждением, управляемые фазы газораспределения, система впрыскивания с высоким давлением, управление характеристикой впрыскивания и многофазный впрыск, рециркуляция отработавших газов, глубокое электронное управление работой двигателя.

Реже применяются: цикл Миллера [6] и впрыскивания воды [88] (иногда водотопливные эмульсии [37]). Применение данных средств приобрело распространение в первую очередь на низко- и среднеоборотных дизелях для водного транспорта как метод внутрицилиндрового охлаждения для снижения NOx. По данным НЭгАм/й [88], снижение выбросов азота при впрыскивании воды может достигать 40%.

В качестве перспективного средства можно отметить гомогенное сгорание (НСС1) [72]. При применении НСС1 в камере сгорания дизеля отсутствуют локальные зоны с низким или высоким значением коэффициента избытка воздуха, снижается температура цикла (рис. 1.2). Это приводит к уменьшению выбросов NOx и сажи.

С

т°с

т°с

Рисунок 1.2- Сравнение сгорания в дизеле при традиционном и гомогенном смесеобразовании [72]

15

Однако сложности, связанные с организацией HCCI (большая задержка самовоспламенения (более 100 град. П.К.В. до ВМТ) и высокая скорость нарастания давления dp/^ф) не позволяют в настоящее время найти HCCI применение.

На примере данных, приведенных в [84, 87, 91, 94] сформированы основные требования к показателям среднеоборотных транспортных дизелей большой размерности (до п=2000 мин-1) (табл. 1.1).

Таблица 1.1 - Требования к современным средне- и высокооборотным дизелям

Максимальное давление цикла, pz [МПа] 20...25

Минимальный удельный эффективный расход топлива, ge [г/кВт-ч] 180...200

Среднее эффективное давление, pe [МПа] 2,3...3,0

Давление впрыскивания, Рвпр [МПа] > 180

Средняя скорость поршня, Сп [м/с] 10,5.12,5

Достижение столь высоких показателей невозможно без мощного наддува. В таблице 1.2 представлена статистика, демонстрирующая увеличение давления наддува в среднеоборотных дизелях [100].

Таблица 1.2 - Тенденции давления наддува в среднеоборотных дизелях

год 1960 1971 1979 1990 1996 2004 2010

Рк, кПа 225 36 39 41 45 50 60

На примере данных, приведенных в литературе [82, 94] сформированы требования к современным легковым автомобильным дизелям (табл. 1.3).

Таблица 1.3 - Требования к современным транспортным дизелям

Максимальное давление цикла, pz [МПа] 20.25

Минимальный удельный эффективный расход топлива, ge [г/кВт-ч] 200.260

Среднее эффективное давление, pe [МПа] 2,3...3,0

Давление впрыскивания, Рвпр [МПа] 220.250

Номинальная частота вращения, п [мин-1] 4500.5000

16

В заключение раздела 1.1 можно констатировать, что основное направление развития современных дизелей - улучшение показателей токсичности. Одним из средств решения данной задачи может служить совершенствование параметров топливоподачи [43, 44, 57].

1.2. Влияние параметров подачи топлива на показатели работы дизеля

Впрыскивание топлива существенно влияет на показатели работы дизеля: токсичность, экономичность, шум, мощность. Это связано с тем, что топливоподача во многом определяет смесеобразование и последующее сгорание [1, 27].

Для обеспечения требуемых показателей работы дизеля необходимо [27, 60]:

• мелкое распиливание и равномерное распределение топлива по КС;

• своевременная подача топлива;

• обеспечение хорошей межцикловой стабильности и равномерности подачи по цилиндрам;

• подача топлива в течение заданного промежутка времени (не более 20.45 град. П.К.В.);

• формирование необходимой характеристики впрыскивания топлива, включая дробное впрыскивание;

• отсутствие неконтролируемых дополнительных впрыскиваний, резкое окончание подачи топлива.

Анализ работ показывает, что соответствие представленным выше требованиям наилучшим образом обеспечивается при применении топливной системы Common Rail [22, 24, 25, 44, 57]. Особенно существенны преимущества CR при необходимости сочетать высокое давление впрыскивания с гибким управлением характеристикой впрыскивания. Следовательно, данный вид ТА представляет наибольший интерес для обеспечения высоких показателей работы дизеля.

17

Давление впрыскивания (/?впр)

Увеличение давления впрыскивания (/?впр) может служить эффективным средством улучшения показателей работы дизеля [4, 11, 36, 44, 57, 70, 106].

В настоящее время актуальным уровнем давления является /9,„,р=! 80...250 МПа [25, 58, 78, 82, 99,105], а перспективнымрвпр=250...350 МПа [76, 77, 83, 95, 96,106] в зависимости от типа и назначения двигателя.

Давление впрыскивания непрерывно повышается. На рисунке 1.3 представлен график, как изменялось рвпр в периоде 1970-2000 гг. на примере образцов топливной аппаратуры для дизелей грузовых автомобилей.

Типовое значение давления впрыскивания для последних поколений разделенной топливной аппаратуры составляло 100... 120 МПа. Более высокое давление впрыскивания (до 320 МПа) обеспечивали насос-форсунки [47]. В период 1990-2002 гг. произошло широкое внедрение аккумуляторных топливных систем, обеспечивающих не только высокое давление впрыскивания до 160 . . .200 МПа [106], но и гибкое управление топливоподачей.

Рисунок 1.3 - Тенденции увеличения давления в дизелях грузовых автомобилей [92]

18

Давление впрыскивания топливных систем Common rail также со временем повышается. Например, первое поколение форсунок De/p/и (DFI1) подавало топливо под давлением не более 160 МПа, в то время как новейшие серийные образцы работают до 270 МПа [83]. Первые образцы CR фирмы Воде А (1994 г.) работали под давлением до 135 МПа, а вышедшие с 2014 г. серийные образцы форсунок с пьезоэлектрическим клапаном рассчитаны на 250 МПа (Воде/? CRS CRI3-25) [105].

Увеличение давления впрыскивания может оказывать положительное влияние на топливную экономичность и выбросы твердых частиц (ТЧ) в основном благодаря сокращению продолжительности топливоподачи и улучшению качества распыливания топлива [57]. Однако увеличение давления впрыскивания может приводить к увеличению выбросов NOx. Это связано с тем, что увеличение количества поданного топлива за период задержки воспламенения (ПЗВ) приводит к повышению «жесткости» (d/?/d(p) и температур рабочего цикла. В свою очередь более мелкое распыливание также приводит к росту температур и выбросов NOx. Здесь эффективными средствами для снижения выбросов оксидов азота служат наддув (как средство снижения ПЗВ) и рециркуляция ОГ (в качестве средства внутрицилиндрового охлаждения двигателя, рис. 1.4).

Рисунок 1.4 - Влияние степени рециркуляции отработавших газов на выбросы NOx и сажи [95]

19

Комплексное улучшение показателей работы дизеля за счет увлечения давления впрыскивания требует глубокой модернизации двигателя. Должны быть соответствующим образом выбраны форма и размер камеры сгорания, форма впускных каналов, геометрия соплового аппарата. Важны параметры наддува и рециркуляция ОГ. Кроме того, увеличение давления впрыскивания требует большей мощности на привод ТНВД, что нельзя не учитывать при модернизации или проектировании двигателя.

На рисунке 1.5 показаны результаты экспериментального исследования влияния давления впрыскивания на показатели токсичности дизеля 1ЧН12,6/12, проведенные в Техническом Университете Мюнхена [95, 96]. Первый этап эксперимента - подбор распылителя, в результате чего был выбран образец, обладающий наименьшим диаметром сопловых отверстий. Параметры распылителя: эффективное проходное сечение обеспечивает расход 510 мл/мин, 10 отверстий, внешний диаметр отверстий (/=0,09 мм.

Исследование проведено на двух режимах исследования. Режим № 1 - наддув Рк=0,3 МПа, рециркуляция отработавших газов (РОГ) >40%. Режим № 2 - /\=0, t 7 МПа, РОГ -7%.

Рисунок 1.5- Влияние давления впрыскивания на показатели токсичности на примере дизеля 1ЧН12,6/12 [95]: а) - ТЧ, сажа; б) - NOx

20

Из представленных на рисунке (рис. 1.5 а) данных видно, что увеличение приводит к значительному снижению выбросов сажи и ТЧ на режиме с большим давлением наддува (режим № 1). При малом наддуве (режим № 2) увеличение давления рвпр более 200 МПа влияет на выбросы ТЧ неоднозначно и не приводит к их явному снижению. Это объясняется тем, что при данном сопловом аппарате, наддуве и геометрии камеры сгорания происходит чрезмерное попадание топливных струй на стенки цилиндра дизеля [57, 95, 96], что приводит к нарушению смесеобразования.

Рисунок 1.5 б демонстрирует положительное влияние рециркуляции и наддува на выбросы NOx. Известно, что с повышением давления впрыскивания NOx растет, но при увеличении степени рециркуляции и давления наддува (режим № 1) выбросы NOx радикально снижаются и удовлетворяют нормам токсичности Евро-6.

Давление впрыскивания должно соответствовать режиму работы дизеля. На рисунке 1.6. представлен пример оптимальных давлений в зависимости от

относительных частоты вращения и подачи топлива.

Рисунок 1.6- Изолинии оптимальных давлений впрыскивания для аккумуляторной топливной системы типа Common Rail в функции относительной частоты вращения (и) и подачи ((Д) [92]

21

Оптимальное давление впрыскивания увеличивается пропорционально частоте вращения и нагрузке для сокращения продолжительности процесса топливоподачи и компенсации противодавления в цилиндре дизеля. Окончательный выбор конкретных значений давления впрыскивания достигается в процессе калибровки двигателя в функции частоты вращения, нагрузки и еще ряда параметров (температура охлаждающей жидкости и т.д.).

Увеличение ^ак позволяет не только улучшить экологические показатели двигателя. При увеличении давления впрыскивания удается увеличить литровую мощность [39, 79] за счет:

- уменьшения минимального коэффициента избытка воздуха при неизменных выбросах сажи;

- увеличения индикаторного КПД за счет увеличения скорости диффузионного сгорания.

Повышение давления сопровождается изменением физических свойств топлива: увеличивается плотность, вязкость, скорость звука. При радикальном увеличения давления может произойти фазовый переход жидкого топлива с изменением агрегатного состояния топлива на твердое, как это предпологают авторы работ [51, 52].

Управление углом опережения впрыскивания (УОВ)

Момент начала впрыска топлива (УОВТ) оказывает значительное влияние на показатели работы дизеля.

Раннее, относительно ВМТ, впрыскивание приводит к увеличению давлений и температур в цилиндре дизеля, что приводит к увеличению выбросов NOx и потерь теплоты в стенки цилиндра дизеля. Позднее впрыскивание приводит к ухудшению экономичности за счет увеличения тепловых потерь с отработавшими газами и увеличения выбросов сажи.

Поиск оптимальных углов опережения впрыскивания осуществляется в процессе калибровки дизеля экспериментально и с помощью математических

22

комплексов. Общей тенденцией современных дизелей служит уменьшение УОВТ [79, 104] вплоть до отрицательных значений.

Характеристика впрыскивания

Для обеспечения высоких показателей работы дизеля важно не только точно и в отведенный момент рабочего цикла подавать топливо, но и обладать возможностью формирования характеристики впрыскивания.

Современная топливная аппаратура обладает

возможностью

формирования

многократного впрыскивания. Делаются попытки

осуществления ступенчатого

впрыскивания (рис. 1.9) [24, 25, 63].

На рисунке

1.7 приведена

предлагаемая

фирмой Л И

«идеальная»

характеристика впрыскивания [73].

Рисунок 1.7 - «Идеальная» характеристика впрыскивания [73]:

<?ц1 - скорость подачи топлива на первой ступени впрыскивания, <?ц max - скорость

подачи топлива на второй ступени впрыскивания, /? - среднее давление впрыскивания, у? - давление впрыскивания, <ф/<7(р - скорость нарастания давления впрыскивания, 6 - продолжительность первой ступени, /2 - продолжительность второй ступени, - продолжительность впрыскивания

23

Продолжительность первой ступени впрыскивания (6) должна соответствовать ПЗВ. Невысокая скорость подачи топлива в течение периода /i способствует уменьшению скорости сгорания и снижению выбросов NOx и уровня шума. Начало основной ступени (/2) совпадает с воспламенением топлива, поэтому скорость впрыскивания практически не влияет на динамику сгорания. Это позволяет подавать топливо с большей скоростью (<?цтах) для сокращения продолжительности впрыскивания. Скорость нарастания давления впрыскивания на основной ступени С выбирается такой, чтобы среднее давление на основной ступени (/?) составляло 70% от величины максимального давления впрыскивания у?тах-

На рисунке 1.8. приведена схема двойного впрыскивания: предварительная (<?цпред) и основная порции (<?цосн). Подача предварительной порции оказывает значительное влияние на рабочий процесс дизеля. После подачи <?ц пред происходят предпламенные химические реакции, благодаря чему основной объем топлива при попадании в такую среду воспламеняется быстрее.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Душкин, Павел Витальевич, 2016 год

Литература

1. Автомобильные двигатели: учебник для вузов / под ред. М.Г. Шатрова. - М.: Академия, 2010. - 464 с.

2. Аккумуляторные топливные системы с электроуправляемыми гидроприводными насос-форсунками / А.С. Хачиян, С.В. Бойко, Л.Н. Голубков и др. // Повышение эффективности автомобильных и тракторных двигателей: Труды МАДИ. - М., 1995. - С. 39-49.

3. Алексеев, А.Б. Совершенствование показателей дизелей грузовых автомобилей выбором камеры сгорания и оптимизацией топливной аппаратуры / А. Б. Алексеев: дисс ... канд. техн. наук 05.04.02. - М., 2010.

4. Астахов, И.В. Расчет гидравлических характеристик многодырчатых распылителей форсунок автотракторных дизелей / И.В. Астахов, В.И. Трусов, В.П. Дмитренко // Топливная аппаратура дизелей: межвузовский сборник. - Ярославль, 1973.

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

6. Белоусов, Е.В. Цикл Миллера и его реализация в судовых дизельных двигателях / Е.В. Белоусов, В.В. Чернявский // Двигатели внутреннего сгорания. -Харьков, 2013. - № 1. - С. 121-132.

7. Боковиков, А.Н. Математическая модель системы воздухоснабжения автомобильного дизеля для полунатурного моделирования его динамических режимов / А.Н. Кузнецов, А.Г. Кузнецов // Грузовик. - 2009. - № 11. - С. 30-33.

8. Врублевский, А.Н. Математическая модель быстродействующего электромагнита для топливной системы ДВС / А.Н. Врублевский, А.Л. Григорьев, А.М. Бовда // Автомобильный транспорт. - 2006. - № 19. - С. 138-143

138

9. Врублевский, А.Н. Научные основы выбора параметров аккумуляторной топливной аппаратуры с электронным управлением для высокооборотного дизеля /

А.Н. Врублевский: дис. ... д-ра техн. наук: 05.05.03. - Харьков, 2011.

10. Врублевский, А.Н. Особенности выбора параметров электромагнита для топливной системы Common Rail / А.Н. Врублевский, А.Л. Григорьев, А.В. Денисов // Автомобильный транспорт. - 2007. - № 20.

11. Гальговский, В.Р. Совершенствование процессов тепловыделения в дизеле за счет качества топливоподачи / В.Р. Гальговский, И.К. Скрипкин, В.П. Величко // Автомобильная промышленность. - 1981. - № 12. - С. 6-9.

12. Гирявец, А.К. Теория управления автомобильным бензиновым двигателем. / А.К. Гирявец - М.: Стройиздат, 1997. - 161 с.

13. Голубков, Л.Н. Математическая модель электрогидравлической форсунки со встроенным топливным аккумулятором и модернизированным управляющим клапаном / Л.Н. Голубков, П.В. Душкин // Вестник МАДИ. - 2015. - № 3(42). - С. 1118.

14. Голубков, Л. Н. Методы расчета топливных систем дизелей / Л. Н. Голубков, Л.П. Музыка, В.И. Трусов. - М.: МАДИ, 1986. - 79 с.

15. Голубков, Л.Н. Разработка элементов системы управления и исследование аккумуляторной топливной системы с электрогидравлическими форсунками / Л.Н. Голубков, Н. А. Соленов, Д. А. Михальченко, П. В. Душкин // Вестник МАДИ. - 2012. - № 3(30). - С. 20-27.

16. Голубков, Л.Н. Расчетно-теоретическое исследование аккумуляторной топливной системы для улучшения экологических показателей дизеля / Л.Н. Голубков, Л. А. Емельянов, Д.А. Михальченко // Двигатели и экология: сб. науч. тр.-М.: НАМИ, 2007. - Вып. 238. - С. 103-109.

17. Голубков, Л.Н. Расчетно-теоретическое исследование путей улучшения экологических показателей автомобильного дизеля / Л.Н. Голубков, Л. А. Емельянов,

139

Д.А. Михальченко// Сборник научных трудов по материалам международной конференции «Двигатель-2007». - М.: МГТУ им. Н.Э.Баумана, 2007. - С. 417-420.

18. Голубков, Л.Н. Электронная система управления для стендовых испытаний аккумуляторной топливной системы с электроуправляемыми форсунками / Л.Н. Голубков, Л. А. Емельянов // Перспективы развития энергетических установок для автотранспортного комплекса: Сб. науч. тр. МАДИ. М., 2000 . - 2005. - С. 35-41.

19. Горбунов, В.В. Токсичность двигателей внутреннего сгорания: учеб. пособие / В.В. Горбунов, Н.Н. Патрахальцев. - М.: Изд-во РУДН, 1998. -214 с.

20. Грехов, Л.В. Впрыскивание топлива под давлением до 400 МПа / Л.В. Грехов, А.А. Денисов, Е.Е. Старков // Национальная ассоциация ученых. - 2015. - № 8(13). - С. 24-28.

21. Грехов, Л.В. Конструкция, расчет и технический сервис топливоподающих систем дизелей: учеб. пособие / Л.В. Грехов, И.И. Габитов, А.В. Неговора. - М.: Легион-Автодата, 2013. - 292 с.

22. Грехов, Л. В. Обоснование требований к топливоподающей аппаратуре малотоксичных энергоэффективных дизелей / Л.В. Грехов, А.А Денисов, Е.Е. Старков // Известия Волгоградского государственного технического университета. - 2014. - Т. 6. - № 18(145). - С. 7-11.

23. Грехов, Л.В. Особенности процесса подачи топлива в перспективных дизелях при давлениях выше 300 МПа / Л.В. Грехов, А.А. Денисов, Е.Е. Старков // Международный научный институт "EDUCATIO". - 2015. - № 8-2. - С. 41-46.

24. Грехов, Л.В. Топливная аппаратура дизелей с электронным управлением: учеб.-практич. пособие / Л.В. Грехов. - М.: Легион-Автодата, 2003. - 176 с.

25. Грехов, Л.В. Топливная аппаратура и системы управления дизелей: учебник для вузов / Л.В. Грехов, Н.А. Иващенко, В. А. Марков. - М.: Легион-Автодата, 2005. -344 с.

140

26. Гришин, А.В. Совершенствование аккумуляторной топливной системы на основе метода расчета показателей процесса топливоподачи и рабочего цикла дизеля / А.В. Гришин: дис. ... канд. техн. наук: 05.04.02. - М., 2002.

27. Двигатели внутреннего сгорания. В 3 кн. Кн. 1. Теория рабочих процессов / В.Н. Луканин [и др.]; под ред. В.Н. Луканина и М.Г Шатрова. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Высш. шк., 2007. - 414 c.: ил.

28. Двигатель Фольксваген 3.0 л V6 TDI с системой впрыска топлива Common Rail. Конструкция и принцип действия. Программа самообучения 351. ООО «ФОЛЬКСВАГЕН Груп Рус», 2005. - 56 с.

29. Денисенко, В.В. Компьютерное управление технологическим процессом, экспериментом, оборудованием / В.В. Денисенко - М.: Горячая линия - Телеком, 2009. - 608 с.

30. Дунин, А.Ю. Результаты испытаний аккумуляторных топливных систем дизелей с давлением впрыскивания до 300 МПа / А.Ю. Дунин, П.В. Душкин // Вестник МГТУ им. Н. Э. Баумана. - 2016. №1(106). - С. 80-88.

31. Емельянов, Л. А. Устройство для регистрации параметров впрыска / Л. А. Емельянов // Перспективы развития энергетических установок для автотранспортного комплекса: сб. науч. тр. - М.: МАДИ, 2006. - С. 47-54.

32. Жао, Н. Измерение тока в широком динамическом диапазоне: три схемных решения / Н. Жао, В. Ляо, Г. Сино // Современная электроника. - 2011. - №3. - С. 5055.

33. Керниган, Б. Язык программирования С: пер. с англ. -2-е изд. / Б. Керниган, Ритчи Д. - М.: Вильямс, 2009. - 304 с.

34. Кузнецов, А.Г. Динамическая модель дизеля / А.Г. Кузнецов // Автомобильная промышленность. - 2010. - № 2. - С. 30-33.

35. Куклиновский, В. В. Пьезоэлектрический привод топливных форсунок микропроцессорных систем управления автомобильными дизельными двигателями /

В.В. Куклиновский: дис. ... канд. техн. наук: 05.09.03. - М., 2009.

141

36. Кульчицкий, А.Р. Токсичность автомобильных и тракторных двигателей: учеб. пособие для вузов / А.Р. Кульчицкий. - 2-е изд., испр. и доп. - М.: Академический Проект, 2004. - 400 с.

37. Ливанский, А.Н. Повышение эффективности работы дизеля при использовании водотопливных эмульсий, полученных ультразвуковым методом /

A. Н. Ливанский: дис. ... канд. техн. наук: 05.04.02. - М., 2016.

38. Мазинг, В.В. Сравнительная оценка конструкций электрогидравлических форсунок аккумуляторных систем дизелей с использованием критериев качества / М.В. Мазинг, О.В. Олисевич, Л.Н. Голубков, Д.А. Михальченко // Сборник докладов 11-й Международной автомобильной конференции «Двигатели для российских автомобилей». - М.: МВЦ «Крокус-Экспо», 2009. - С. 70-76.

39. Мазинг, М.В. Дизельные аккумуляторные топливные системы нового поколения типа «Common Rail» / М.В. Мазинг, Ф.И. Пинский, О.В. Олисевич // Мобильная техника. - М.: НАМИ, 2004. - №1. - С. 31-36.

40. Мазинг, М.В. Конструкторско-экспериментальный анализ системы топливоподачи Common Rail двигателя DCI-11 фирмы Renault / М.В. Мазинг, О.В. Олисевич, В.В. Курманов, П.В. Курманов // Труды НАМИ. - М., 2010. - С. 6-18.

41. Мазинг, М. В. Распылитель с плавающей втулкой для топливных систем с повышенным давлением впрыскивания / М.В. Мазинг, Г.Г. Тер-Мкртичьян, С.А. Богачев // Современные проблемы науки и образования. - 2014. - № 5. -С. 7-13

42. Марков, В. А. Система регулирования угла опережения впрыскивания топлива для дизеля / В.А. Марков, А.Г. Кузнецов, Е.Е. Полухин, В.А. Павлов // Известия Волгоградского государственного технического университета. - 2008. - № 1. - С. 54-59.

43. Марков, В.А. Токсичность отработавших газов дизелей. -2-е изд. / Марков,

B. А., Баширов Р. М., Габитов И.И. - М.: Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2002.

44. Марков, В. А. Улучшение экологических показателей дизеля путем совершенствования системы топливоподачи / В.А. Марков, М.А. Савельев, А.В.

142

Селиванов // Известия Волгоградского государственного технического университета. - 2014. - №18. - С 14-8.

45. Марченко, А.П. Тенденции развития форсунок аккумуляторных топливных систем типа Common Rail / А.П. Марченко, Д.В. Мешков, И.В. Рыкова // Двигатели внутреннего сгорания. - Харьков, 2005 - № 1. - С. 68-74.

46. Михальченко, Д.А. Разработка математических моделей и расчетноэкспериментальное исследование дизельных топливных систем с клапанным управлением / Д.А. Михальченко: дисс ... канд. техн. наук 05.04.02. - М., 2010.

47. Научно-технический отчёт о научно-исследовательской работе. Этап 1: «Проведение поисковых и экспериментальных исследований по разработке опережающих технических решений и технологий мирового уровня для проектирования и оптимизации топливных систем с электронно-управляемым впрыскиванием топлива и давлениями до 300.400 МПа для модернизации базовых образцов средне- и высокооборотистых дизельных двигателей и создания перспективных дизельных двигателей». - М.: МАДИ, 2012.

48. Патент №2519538 РФ, МКП F02M 47/02. Электрогидравлическая форсунка для дизеля / Л. Н. Голубков, М.Г. Шатров, А.Ю. Дунин, П.В. Душкин, К. А. Николаев. Опубл. 10.06.2014. Бюл. №16.

49. Пинский, Ф.И. Микропроцессорные системы управления автомобильными двигателями внутреннего сгорания / Ф.И. Пинский, Р.И. Давтян, Б.Я. Черняк. - М.: Легион-Автодата, 2004. - С.136.

50. Пушкарев, М. Микросхемы для измерения тока / М. Пушкарев // Компоненты и технологии. - 2006. - №10.

51. Редников, С.Н. Методы исследования свойств углеводородов при давлениях свыше 150 МПа / С.Н. Редников // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. - 2012. - Т. 14. - № 1(2). - С. 642-644.

143

52. Редников, С.Н. Фазовые переходы в системах углеводородов при давлениях свыше 150 МПа / С.Н. Редников, К.В. Найгерт // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. - 2014. - Т. 16. - № 1(2). - С. 515-517.

53. Семенов, Б.Ю. Силовая электроника для любителей и профессионалов / Б.Ю. Семенов - М.: СОЛОН-Р, 2001. - 327 с.

54. Сиов, Б.Н. Истечение жидкости через насадки в среды с противодавлением / Б.Н. Сиов. - М.: Машиностроение, 1968. - 140 с.

55. Системы впрыскивания Common Rail от Liebherr: каталог. -М., 2016.

56. Системы управления дизельными двигателями: пер. с нем. Ю. Г. Грудской, А.Г. Иванова. - М: ЗАО «КЖИ За рулем», 2004. - 480 с.

57. Тер-Мкртичьян, Г. Г. Обеспечение малотоксичного рабочего процесса форсированных перспективных дизельных двигателей / Г.Г. Тер-Мкртичьян, М.В. Мазинг, А.Г. Ветошников // Современные проблемы науки и образования. - 2013. -№5.

58. Тер-Мкртичьян, Г. Г. Современное состояние и перспективы развития топливной аппаратуры автотракторных дизелей / Г.Г. Тер-Мкртичьян, М.В. Мазинг // Двигателестроение. - СПб., 2014. - №1. - С. 30-35.

59. Титце, У. Полупроводниковая схемотехника: справочное руководство: Пер. с нем. / У. Титце, К. Шенк. - М.: Мир, 1982. - 512 с.

60. Топливные системы и экономичность дизелей / И.В. Астахов, Л.Н. Голубков, В.И. Трусов, А.С. Хачиян, Л.М. Рябикин. - М.: Машиностроение, 1990. -352 с.

61. Файнлейб, Б.Н. Топливная аппаратура автотракторных дизелей: справочник. -2-е изд. / Б.Н. Файнлейб. - Л.: Машиностроение, 1990. - 352 с.

62. Фомин Ю.А. Гидродинамический расчет топливных систем дизелей с использованием ЭЦВМ / Ю.А. Фомин. - М.: Машиностроение, 1973. - 144 с.

144

63. Хачиян, А.С. Дизели современных легковых автомобилей. Особенности рабочих процессов и систем / А.С. Хачиян, В.В. Синявский. - М.: Техполиграфцентр, 2009. - 128 с.

64. Хоровиц, П. Искусство схемотехники: пер. с англ. / П. Хоровиц, У. Хилл. -М.: Мир, 2003. - 704 с.

65. Чарный, И.А. Неустановившееся движение реальной жидкости в трубах. -2-е изд. / И. А. Чарный. - М.: Недра, 1975. - 292 с.

66. Шатров, М.Г. Экспериментальное исследование гидродинамических эффектов в топливной аппаратуре Common Rail при многократном впрыскивании /

M. Г. Шатров, Л.Н. Голубков, А.Ю. Дунин, П.В. Душкин // Журнал ААИ. - 2016. - № 2 (97). - С. 15-17.

67. Шторм, Р. Теория вероятностей. Математическая статистика. Статистический контроль качества: пер. с нем. / Р. Шторм. - М.: Мир, 1970. - 368 с.

68. 8-bit Atmel Microcontroller with 4/8/16K Bytes In-System Programmable Flash

(ATmega48/88/168) [Интернет-ресурс]. - Atmel, 2011. - URL:

http://www.atmel.com/images/doc2545.pdf.

69. 8-bit Microcontroller with 32K Bytes In-System Programmable Flash (ATmega32

ATmega32L) [Интернет-ресурс]. - Atmel, 2011. - URL:

http://www.atmel.com/Images/doc2503.pdf.

70. Badami, M. Influence of injection pressure on the performance of a diesel engine with a Common Rail fuel injection system / M. Badami, P. Nuccio, G. Trucco // SAE Technical Paper, 1999, no. 1999-01-0193. - 18 p.

71. Baratta, M. Hydraulic layout effects on multijet C.R. injection system / M. Baratta, A.E. Catania, A. Ferrari // Congresso Nazionale ATI. - Perugia, 2006, - 9 p.

72. Bression, G. A Study of methods to lower HC and CO emissions in Diesel HCCI / G. Bression, D. Soleri, S. Savy, S. Dehoux, D. Azoulay, H. B.-H. Hamouda, L. Doradoux,

N. Guerras, N. Lawrence // SAE International, 2008, no. 2008-01-0034. - 13 p.

145

73. Cartellieri, W. Potential of internal engine measures to reach low emission levels for medium and heavy-duty diesel engines / W. Cartellieri , D. Gill, F. Chmela // AVL International Commercial Powertrain Conference: October 18-19 (2001). - Budapest, 2001.

- 13 p.

74. Catania, A.E. Experimental investigation of dynamics effects on multipleinjection Common Rail system performance / A.E. Catania, A. Ferrari, M. Manno, E. Spessa // Journal of engineering for gas turbines and power. - 2008. - Vol. 130. - P. 3280613280613.

75. Catania, A.E. Parametric study of hydraulic layout effects on Common-Rail multiple injections / A.E. Catania, M. Manno, A. Ferrari // ASME Internal Combustion Engine Division 2005 Fall Technical Conference. - Ottawa, 2005, no. ICEF 2005-1288. -11 p.

76. CRS 3-27 diesel common-rail system with piezo injectors and 2,700 bar // Robert

Bosch GmbH. - URL: http://www.bosch.co.jp/jsae2016/pdf/13--

DS_ProductDataSheet_CRS3-27_EN.pdf (дата обращения: 05.07.2016).

77. Delphi introduces 2,700 bar heavy-duty common rail injection system // Dieselnet.

- URL: https://www.dieselnet.com/news/2012/09delphi.php (дата обращения: 05.07.2016).

78. DENSO Develops a new diesel Common Rail system with the world's highest

injection pressure // Denso Global. - URL:

http://www.globaldenso.com/en/newsreleases/130626-01.html (дата обращения:

05.07.2016).

79. Dober, G. The impact of injection strategies on emissions reduction and power output of future diesel engines / G. Dober, S. Tullis, G. Greeves, N. Milovanovic, M. Hardy, S. Zuelch // SAE World Congress. - Detroit, 2008, no. 2008-01-0941. - 11 p.

80. Foelzer, K.-H. Aspects of a Tier 4 development for a multi-application high speed diesel engine / K.-H. Foelzer, T. Kammerdiener, M. Zallinger, A. Ludu // 27th CIMAC World Congress. - Shanghai, 2013, no. 410. - 12 p.

146

81. Fuechslin, R. New low cost common rail system with zero static leakage / R. Fuechslin // 27th CIMAC World Congress. - Shanghai, 2013, no. 8. - 8 p.

82. Full details on the new BMW quad-turbo diesel B57 engine // BMWBLOG URL: http://www.bmwblog.com/2016/05/12/full-details-new-bmw-quad-turbo-diesel-b57-engine/ (дата обращения: 18.05.2016).

83. Graham, M.S. Beyond Euro VI - Development of A Next Generation Fuel Injector for Commercial Vehicles / M.S. Graham, S. Crossley, T. Harcombe, N. Keeler, T. Williams // SAE International, 2014, no. 2014-01-1435. - 7 p.

84. Hanamoto, K. Development of new environmentally friendly diesel engines 6DE-18 and 6DE-23 / K. Hanamoto, T. Okauchi, K. Sato, S. Ogura, M. Horikawa, J. Asano // 27th CIMAC World Congress. - Shanghai, 2013, no. 135. - 8 p.

85. Heller, M. Fuel injection systems in China & Asia - past experience, today's expertise & examples for tomorrow's excellence / M. Heller, T. Stelzer, M. Riegert, S. Li // 27th CIMAC World Congress. - Shanghai, 2013, no. 161. - 9 p.

86. ISO 4113:2010. Международный стандарт. Road vehicles - Calibration fluids for diesel injection equipment (документ опубликован 2010-06-01).

87. Jeong, S.H. First High speed HiMSEN engine, H17V model / S.H. Jeong, S.S. Jung, S.W. Noh, Y.S. Ryoo, J.S. Kim // 27th CIMAC World Congress. - Shanghai, 2013, no. 161. - 8 p.

88. Koch, F. Development strategies for high speed marine diesel engines / F. Koch, T. Seidl, O. Schnitzer, G. Oehler, A. Loettgen, S. Loeser // 26th CIMAC World Congress. -Bergen, 2010, no. 248. - 9 p.

89. Leonard, R. Pressure-amplified Common Rail system for commercial vehicles / R. Leonard // MTZ Worldwide. - 2009. - Vol. 71. - P 11-15.

90. Leonard, R. Solenoid Common Rail injector for 1800 bar / R. Leonard, J. Warga, T. Pauer, M. Ruckle, M. Schnell // MTZ Worldwide. - 2010. - Vol. 71. - Is. 2. - P. 11-15.

147

91. Liang, G. Development of the new medium speed marine diesel engine CS21 / G. Liang, L. Li, Y. Hu, T. Ping, J. Zhang, B. He, E. Reichert, S. Lauer // 27th CIMAC World Congress. - Shanghai, 2013, no. 388. - 11 p.

92. Mahr, B. Future and potential of diesel injection systems / B. Mahr // Thiesel Conference on Thermo- and Fluid-Dynamic Processes in Diesel Engines. - Stuttgart, 2002.

- 13 p.

93. Meisterwissen im KfZ-Handwerk / R. DeuBen, V. Schluter, J. Schmidt [и др.]. -Wurzburg: Vogel, 2013. - 1424 с.

94. Mollenhauer, K. Handbook of Diesel Engines / K. Mollenhauer, H. Tschoeke. -Berlin: Springer, 2010.

95. Pflaum, S. Emission reduction potential of 3000 bar Common Rail injection and development trends / S. Pflaum, J. Wloka, G. Wachtmeister // 26th CIMAC World Congress.

- Bergen, 2010, no. 195. - 12 p.

96. Pflaum, S.B. Entwicklung und untersuchung eines brennverfahrens fur niedrigstemissionen bei dieselmotoren / Sebastian B. Pflaum: Doktor-Ingenieurs Dissertation - Munchen, 2011.

97. Russell, M.F. More torque, less emissions and less noise / M.F. Russell, G. Greeves, N. Guerrassi // SAE International, 2000, no. 2000-01-0942. - 8 p.

98. Savitzky, A. Smoothing and Differentiation of Data by Simplified Least Squares Procedures / A. Savitzky, M. J. E. Golay // Analytical Chemistry, 1964, no. 36 (8), pp 16271639

99. Scania Euro 6 - first engines ready for the market // Scania. - URL: http://www.scania.lt/Images/P11301EN%20Euro%206%20engines%20ready%20for%20th e%20market_tcm75-240653.pdf (дата обращения: 05.07.2016).

100. Schlemmer-Kelling, U. The environment friendly medium speed engine / U. Schlemmer-Kelling // 25th CIMAC World Congress. - Vienna, 2007, no. 32. - 10 p.

101. Schnelle injektoren fur optimiertes brennverfahren // AMZ. - 2013. № 3-2003.

- P. 12-13.

148

102. Schoppe, D. Delphi Common Rail system with Direct Acting Injector / D. Schoppe, S. Zulch, M. Hardy, D. Geurts, R.W. Jorach, N. Baker // MTZ Worldwide. - 2008.

- Vol. 69. - P. 32-38.

103. Senghaas, C. New platform based Common Rail injector for MTU series 1163 /

C. Senghaas, M. Ligensa, K. Reischmann // 27th CIMAC World Congress. - Shanghai, 2013,no.101.- 7p.

104. Thirouard, M. Potential to improve specific power using very high injection pressure in HSDI diesel engines / M. Thirouard, S. Mendez, P. Pacaud, V. Chmielarczyk, D. Ambrazas, C. Garsi, F. Lavoisier, B. Barbeau // SAE International, 2009, no. 2009-01-1524.

- 15 p.

105. Under Pressure // Automotive Technology. - URL: http://www.automotive-technology.co.uk/?m=201311 (дата обращения: 05.07.2016).

106. Wilcox, D. Working best under pressure / D. Wilcox // Transport engineer. -2008. - November. - P. 20-22.

107. Wloka, J. Injection spray visualization for 3000 bar Diesel injection / J. Wloka,

C. Potsch, G. Wachtmeister // 24th Conference of the Institute for Liquid Atomization and Spray Systems, 2011. - 10 p.

149

Приложение А

Контроллер управления безмоторным стендом

Рисунок А. 1 - Схема электрическая принципиальная

150

1 /M? //А/77/7 1

'Й

/Й7.3 Z7Z&.W7-va////a /ZjWRW5/W^ Ao? 7^6M?%wp

/^Ж^тЬ/

Т^/ДЖ^^Й^7 /) 77/7^02?-75/27 7

/W/7Z7A77/y/7y7W/7^ / 7/77^^742-2/22/ 7

27222 T47//pw/7^7P^wwr 5722W 7

Z/УЖ 23Z//W77Z27 /ya^GWP/#/? /77/2257Л25 7

А2727 ^7/ХЛ5^7 /7//7OOZ/O77/^7Z75 /227/77252 7

/О!З^Ж/С77Х^/

27 ^7GM?//f777Z^7 /2572/7W2 7

72 7? 7/7/7^077^7 /2/54/W 2

7*4. 72 7/7/?/?//О77/^7 /W252 2

/ҺЗУ?Г77Ж%А/

2Z..22 222/7/ 22/2/ 2% 2

24...2Т7 2222/77 752/г2л/ 2% 72

2Z4...277 2222/77 22/2/ 2% 4

272225 72/т/ 272y 2% 2

527 22 2/7/522/2/2% 7

22? 222/7/ 7/22? 2% 7

7?/ /7^7/077/7? /7/72r/7//7/7^w2 72 /2/ 7

2/^^СО7Ж^&/

27W-? Зтр/ж/жж 72 /w<2 225 2

/2 AZ/7/7A//VRO7/2 /22//<2 7

С? 37РА777/7/ИМ77 47ж<%/ 752 7

24 AZ////////^r/r//2 72?//^ 7

522/2 2Z/7oy//vaor//2 7/v/r^ 4

Т2/7/7////7ЙОГ//2 75 /7/T<2 4 &ЖЖЖ№^Ж...2?/У^

2/^27 A^7/y///SBO(Z/2 72//^ 2

277й,2^ J^wz^ow/ 247/W55 752 2

272 T^ZWSBWML/ 7//^ 7

2С/М 72/7w//vor/r//2 27//^2 5

^522 2252/77/75222222 5/7222222225222

/%Ю77 У Aw/ AA Аж

А2ЖИ2? r/z/'ww /^3/VZ7/77O7/&^ O77P//27/V /2227 /%Ж /A77 /%ДЖЙ

/М 7 3

/W/7

//A'awz

W

Рисунок А.2 - Спецификация к принципиальной схеме

151

/Мча^ЙЖ ]^Ж6МЙ/^]/^Й/^АФ7] /М^а^ЖС

А'а Z7/%7.WZ7-vawa /4x/V5W25^5 А2д /^75^/553655

/74 Зтғ/^йммт? 22 3/77 7

/27 7^7/у///^йтг/7 77/w^ 7

7/7424 2//^7m577757b/A/2 7W7/2 J

/72/73/77 /Z2/77/T7^/W27W77 2

И/77 /25/775/4/52 55Д5ДА/5 7

1/72 №7 /257752^72 А/755%/5 2

27..А7 J /4/775555

Ж А2 /255W5 55 57/z77//7^7-^4 2 /472!Ж75555/сЖ

7 /27765^ 272757/Д7

2ZA7 72565Л/ /^75^757WZ77/^75 3 И? /W 2

7Р 7 №ф/

7%7 7 34^752/5^/5 77W

7/7 7

77 7 S^7/2^W76^ T(4

77.74 7^55^/S^Z/ 4

77 22/^7// 44 /f// 7

72 A2/^7// 27 /V// 7

ф/^5^5? /4 /25^75 575/57^75755W7 /^75575755765^ J

Д/Г/77 Д7/Т7 Д7/77/7

<^Q7/W77 /14

Рисунок А.З - Спецификация к принципиальной схеме (продолжение)

152

Приложение Б

Модуль для моторных испытаний

Рисунок Б. 1 - Схема электрическая принципиальная

153

/%7.3 77^7Ж- /7^УЖ7^Ж? /(44 /^7^РЖ^

7

2723? /^Z/EW7^7P^?77W J72^W 7

/Л2742 /^2/^777^ //^?^4/У^/7 7

/^жотж^/

7722 4.7^ f% 3

733 ТУ ЗТЗЗ/т^ 2?^ 3% 77

7?7 Д27Дй! 237^3^ 4

27 2? /^ж/жт^^/?г^ 2 М/7^

2? 74 /^ж/жт^^?/7/?г^ 2

23..23 /^ж/жг^/^г^ 4

27 37Ж7^7^Ж7^ <C47/V/r<% W 7

2Л7 Z?/V/r^ W 7

Г// 7^м/^аж/2 2?/7/г<7' 7

А^7 7 /^/77Ж/?

А2 2 тз

АЗ 7 7W

А4 ЙЙЖИЖСАСЛЖЖ^/ЙЙ^У^ 2 /T&TTWVP/WA'/^

АЗ 7 №/^Ms /№

Ай 7

27 /Ж^ 7$/#7/

/727 тЙ/277^//

ЗЗЗ/Г^^/ГСЯ /^72/722222/72223

/^77 4/2/77 47^7 47/772

/^иь ^ж? Ж77Ж^/^ Z/2/76W/7W/ 7777 /^777) /^2777 [/^277777/$

/^7/7^ 1)2)2

/%4Ж

//AZ7W?

W

<PW%?77 /44

Рисунок Б.2 - Спецификация к принципиальной схеме

154

Приложение В

Утверждаю

Зам. генерального директора

О АП

2016 г.

АКТ

внедрения результатов диссертационной работы

Настоящий акт составлен в том, что программный комплекс для гидродинамического расчета электрогидравлических форсунок (АЗПИ для двигателя типа «Звезда», Bosch CRI2.6 и Bosch CRI2.2), разработанный в МАДИ в рамках выполнения диссертационной работы П. В. Душкина, принят для использования ОАО "Ногинский завод топливной аппаратуры" при создании перспективных образцов топливной аппаратуры.

Главный конструктор

О. В. Дробышев

Заведующий кафедрой "Теплотехника и автотракторные двигатели" МАДИ

М.Г. Шатров

155

Приложение Г

Утверждаю

Проректор по научной работе

Московского автомобильно-дорожного

внедрения результатов диссертационной работы

Настоящим актом подтверждается, что разработанная аспирантом Душкиным Павлом Витальевичем система управления используется для исследования рабочих процессов дизелей и их топливных систем в Проблемной лаборатории транспортных двигателей кафедры «Теплотехника и автотракторные двигатели» Московского автомобильно-дорожного государственного технического университета (МАДИ).

М.Г. Шатров

Научный руководитель Проблемной лаборатории транспортных двигателей кафедры «Теплотехника и автотракторные двигатели» МАДИ д.т.н., проф.

156

Приложение Д

Утверждаю

Проректор по пау^йойс

Российского унив народов ^Р^ДН) д.ф.н., проф. Н.

"10" октября

АКТ

внедрения результатов диссертационной работы

Настоящим актом подтверждается, что разработанный аспирантом Душкином Павлом Витальевичем программный комплекс гидродинамического расчета аккумуляторной топливной системы (АС) с электрогидравлическимим форсунками (ЭГФ) используется в учебной и научной работе кафедры "Теплотехника и тепловые двигатели" Инженерной академии РУДН.

Программный комплекс обеспечивает расчетное моделирование АС с ЭГФ фирм Bosch и АЗПИ.

д.т.н., проф.

Н.Н. Патрахальцев

Заведующий кафедрой

"Теплотехника и тепловые двигатели"

Инженерной академии РУДН д.т.н., проф.

В.В. Козляков