ОГЛАВЛЕНИЕ
Условные обозначения
Введение
Глава 1. Состояние вопроса и задачи исследований
1.1. Анализ работ по исследованию износа плунжерных пар топливных насосов высокого давления
1.2. Анализ существующих конструкций топливных насосов
высокого давления распределительного типа
1.3. Исследования износа плунжерных пар топливных насосов
распределительного типа семейства НД
1.4. Выводы
1.5. Задачи исследований
Глава 2. Разработка математической модели работы экспериментальной системы питания
2.1. Теоретическое исследование процесса износа плунжерной
пары топливного насоса распределительного типа НД4
2.1.1 Определение износа частицами абразива, размер которых
меньше величины зазора плунжерной пары
2.1.2 Определение износа частицами абразива, размер которых
больше величины зазора плунжерной пары
2.1.3 Результаты расчета величины износа плунжерных пар се
рийного топливного насоса НД4 с впускными окнами втулки и при их отсутствии в предлагаемой конструкции топливного насоса
2.2 Определение параметров экспериментального топливного
насоса распределительного типа с впускным клапаном, обеспечивающих оптимальный закон топливоподачи
2.2.1 Гидродинамическая модель процесса топливоподачи с учетом волновых явлений в топливопроводе
2.2.2 Расчет рабочего процесса в насосе
2.2.3 Расчет рабочего процесса в форсунке
2.4. Выбор метода численного интегрирования уравнений
3
2.5. Выявление основных зависимостей рабочего процесса, расчет оптимальных параметров системы.
2.6. Расчет пружины наполнительного клапана
2.7. Выводы
Глава 3. Методика экспериментальных исследований
3.1. Программа исследований.
3.2. Объекты исследований.
3.3. Исследования процесса топливоподачи топливной системой с экспериментальным насосом.
3.3.1 Методика исследования процесса топливоподачи.
3.3.2 Методика определения оптимальных параметров экспериментального насоса.
3.4 Ускоренные стендовые сравнительные износные испытания.
3.4.1 Методика проведения ускоренных стендовых сравнительных износных испытаний.
3.4.2 Методика обработки результатов ускоренных стендовых сравнительных износных испытаний.
3.5 Моторные испытания топливной системы с экспериментальным насосом на двигателе Д0Л
3.5.1 Методика моторных испытаний
3.5.2 Методика обработки результатов моторных испытаний
Глава 4. Результаты экспериментальных исследований
4.1 Результаты исследований параметров топливоподачи экспериментального и серийных насосов
4.2 Результаты ускоренных стендовых сравнительных износных испытаний серийного и экспериментального насосов
4.3 Результаты моторных испытаний
Глава 5. Расчет экономической эффективности переоборудования насосов серии НД4 на новый рабочий процесс.
Библиографический список использованных источников Приложения
9
4
99 47
47
8 2 43
Условные обозначения.
а скорость распространения волны давления в топливе
а коэффициент сжимаемости топлива пвал частота вращения кулачкового вала насоса совал угловая скорость вала насоса
Ьпл осевое положение плунжера от НМТ плунжера
, часовой и удельный расход топлива с0 ,с начальная и текущая скорость движения топлива в топливопроводе
Ро, р начальное и текущее давление в топливопроводе рт плотность топлива
число цилиндров двигателя , , диаметры плунжера, топливопровода, иглы распылителя
текущее расчетное время
х текущая координата длина нагнетательного топливопровода
к фактор гидравлического сопротивления
V кинематическая вязкость топлива
число Рейнольдса
, x прямые волны давления, сформированная у насоса и подошедшая к форсунке
x, обратные волны, сформированная у форсунки и подошедшая к штуцеру насоса
Т общее время, в течение которого производится расчет
длина топливопровода
, i эффективная мощность дизеля на номинальном режиме и мощность одного цилиндра приходящаяся на один литр рабочего объма
ЛУ, x количество интераций разбиений по времени и по длине топливопровода при численном дифференцировании
р текущее значение углового положения вала насоса
Рн, Ршт, Ра давление в полости нагнетания, штуцера, в полости отРва Рф Рц сечки, всасывания, в полости форсунки под дифференциальной площадкой иглы распылителя, в цилиндре двигателя
Рою Ронаг давление начала открытия наполнительного, прямого и Рообр Роф обратного нагнетательного клапана, иглы распылителя Ун, Ушт, Уф объм надплунжерной полости нагнетания, полости штуцера, полости распылителя форсунки
Рва Рнаг, усилие создаваемое пружиной наполнительного, прямого Робр, Рф и обратного нагнетательных клапанов, усилие пружины форсунки
вс, онаг, жесткость пружины наполнительного, прямого и обратил Оф ного нагнетательных клапанов, пружины форсунки
пл, вс, наг, площадь поперечного сечения плунжера, закрытых наобр,г, и, полнительного, прямого и обратного нагнетательных
клапанов, топливопровода, иглы распылителя форсунки Мво Мнаг, масса движущихся элементов связанных с наполнительМобр, ным, прямым и обратным нагнетательными клапанами и
иглой распылителя рвс, мнаг, величина эффективного проходного сечения через открыНобрз цф тые наполнительный, прямой и обратный нагнетательные клапана, через распыливающие отверстия форсунки при подъме иглы распылителя
Яве,Онаг, объмная скорость расхода топлива через отсечные окна Ообр.Ог.вх, плунжера, через наполнительный клапан, прямой и об
От.вых, Орасп ратный нагнетательный клапаны, во входное сечение
трубопровода у насоса и на выходе из топливопровода у форсунки, через распыливающие отверстия форсунки АплЛвс, Анаг, объмная скорость выталкивания топлива телом плунже
6
Аобр, А и ра, телом наполнительного, прямого и обратного нагнетательных клапанов, иглой распылителя форсунки к вс, к наг, Ьобр, высота подъма от седла наполнительного, прямого и обкиг ратного нагнетательных клапанов, иглы распылителя
Свс, Снаг, скорость наполнительного, прямого и обратного нагнетаСобр, Си тельных клапанов, иглы распылителя форсунки
Ст.вх, Ст.вьис скорость топлива на входе в топливопровод у насоса и на выходе из топливопровода у форсунки
Уц.и, Уц.млх цикловая подача номинальная, максимальная, минимальУц.ш Уц.п, пая холостого хода, пусковая, и соответствующая максиУцм. мальному крутящему моменту двигателя йт, 7 часовой и удельный расход топлива
Принятые условные сокращения.
АТД авто тракторный двигатель
АЦП аналогоцифровой преобразователь
ВМТ верхняя мертвая точка
ЛВД линия высокого давления, нагнетательный топливопровод
НМТ нижняя мертвая точка
ННД насос низкого даатения, топливоподкачивающая помпа
ПВН поворот вала насоса
ПК персональный компьютер
ПКВ поворот коленчатого вала
ТАиЭМТП кафедра тракторов, автомобилей и эксплуатации машинотракторного парка
ТНВД топливный насос высокого давления
ТНВД РТ топливный насос высокого давления распределительного типа
ТС топливная система
ЦНИТА центральный научно исследовательский институт топливной ап
паратуры, г. Санкт Петербург
ВВЕДЕНИЕ
Наджность, экономичность и устойчивость работы дизелей тракторов, автомобилей и сельскохозяйственных машин зависит от надежности и совершенства топливной аппаратуры 9,,. На работу дизелей значительно влияет состояние топливоподающей системы, особенно ее прецизионных деталей. Существующие топливные фильтры не обеспечивают достаточной степени очистки топлива от механических примесей и пропускают абразивные частицы размером до мкм ,,,,, что вызывает абразивный износ поверхностей деталей плунжерных пар, утечки топлива через увеличивающиеся в результате износа зазоры и нарушение характеристик топливоподачи системой питания дизельного двигателя. Некачественная работа топливной аппаратуры ведет к снижению ресурса дизеля, падению мощности, а порой и к его аварийной остановке. Наибольшее количество отказов дизелей, до , происходит вследствие неисправностей топливных систем 9,,.
Актуальность