Розрахункова модель паливної системи дизеля з електромеханічним засобом інтенсифікації паливоподачі

Анотація

Окреслені ключові напрямки розвитку та вдосконалення паливної системи для двигунів внутрішнього згорання із запаленням від стиску паливоповітряної суміші. Доведена необхідність всебічного впровадження електромеханічних принципів керування процесом паливоподачі у відповідності до варіативних умов експлуатації дизелів. Висвітлена актуальність подальшого вдосконалення та модернізації гідромеханічних паливних систем на фоні постійно зростаючого інтересу до електрокерованих аналогів. Наведено перелік не використаних потенційних можливостей гідромеханічної паливної апаратури для покращення умов протікання процесу подачі палива. Запропоновано електромеханічний засіб для інтенсифікації паливоподачі, що вмонтовується до паливонагнітального трубопроводу та видозмінює фазо-амплітудну характеристику хвильового процесу розповсюдження одиночного імпульсу подачі між паливним насосом високого тиску та гідромеханічною форсункою. Висвітлено основні аспекти методики уточнення розрахункової моделі паливної системи безпосередньої дії розподільного типу з новим засобом інтенсифікації подачі палива. Запропоновано розглядати процес паливоподачі в декілька етапів з врахуванням особливостей функціонування окремо взятого гідравлічного вузла паливної системи, включаючи запропонований засіб інтенсифікації. Приведені системи диференціальних та аналітичних рівнянь, що дозволяють проводити математичне моделювання процесу розповсюдження та взаємовпливу хвиль тиску в паливонагнітальному тракті. Отримані системи дозволяють отримувати характеристики зміни гідравлічного тиску в різних паливних об’ємах, кінематики руху запірних елементів насосу високого тиску та форсунки, тощо.

У ході порівняльних досліджень, що були проведені на основі сформованої розрахункової моделі, процесу паливоподачі для штатної та вдосконаленої паливної системи турбодизеля були виявлено значне покращення якості впорскування за значною кількістю показників. За результатами розрахунків прослідковується наявність стрімкоподібного характеру зростання та спадання тиску впорскування на початковій та завершальній фазі процесу подачі палива до циліндрів дизеля. Відмічено, що швидкість зміни тиску може досягати 170 МПа/град, максимальний та середній тиск впорсквання зростає до 75 МПа та 30…40 МПа відповідно. Розрахункові досілдження проводились із залученням чисельного методу інтегрування – інтерполяційного методу Адамса, вибір якого обумовлено потребою отримання стіких рішень при вирішенні сформованих систем диференціальних рівнянь, що відносяться до категорії жорстких