Организация ступенчатой характеристики впрыскивания топлива управлением электрическим импульсом, поступающим на электромагнит форсунки аккумуляторной топливной системы

Для эффективного снижения уровня шума и содержания оксидов азота в отработавших газах дизельных двигателей применяют многостадийное впрыскивание топлива в сочетании с управлением передним фронтом его основного впрыскивания. В Московском автомобильно-дорожном государственном техническом университете
(МАДИ) предложен способ управления формой дифференциальной характеристики впрыскивания топлива электрическим импульсом, подаваемым на электромагнит управляющего клапана электрогидравлической форсунки аккумуляторной топливной системы. Проведен расчетно-экспериментальный анализ возможности организации ступенчатого переднего фронта характеристики впрыскивания (ступенчатого впрыскивания) топлива. Исследованы три самые распространенные конструкции электрогидравлической форсунки. Первая — оснащена управляющим клапаном с запорным конусом и поршеньком, вторая — управляющим клапаном с плоским запором и иглой, не перекрывающей слив при нахождении в крайнем верхнем положении, третья представляет собой форсунку с частичным перекрытием слива топлива, расходуемого на управление. Установлено, что трение в паре поршенек управляющего клапана — направляющая поверхность первой электрогидравлической форсунки затрудняет реализацию ступенчатого переднего фронта характеристики впрыскивания топлива вследствие его сглаживания. Вторая и третья электрогидравлические форсунки обеспечивают ступенчатое впрыскивание топлива при различном давлении в топливном аккумуляторе. На примере третьей электрогидравлической форсунки показано, что нестабильность топливоподачи при ступенчатом впрыскивании топлива сопоставима с таковой при его предварительном впрыскивании, широко применяемым при организации рабочего процесса дизелей с аккумуляторными топливными системами типа Common Rail.

Литература

[1] Александров А.А., Иващенко Н.А., ред. Машиностроение. Энциклопедия. Т. IV. Двигатели внутреннего сгорания. Москва, Машиностроение, 2013. 784 с.

[2] Грехов Л.В., Иващенко Н.А., Марков В.А. Системы топливоподачи и управления дизелей. Москва, Легион-Автодата, 2005. 344 с.

[3] Грехов Л.В., Габитов И.И., Неговора А.В. Конструкция, расчет и технический сервис топливоподающих систем дизелей. Москва, Легион-Автодата, 2013. 292 с.

[4] Кутовой В.А. Впрыск топлива в дизелях. Москва, Машиностроение, 1981. 119 с.

[5] Тер-Мкртичьян Г.Г., Мазинг М.В. Современное состояние и перспективы развития топливной аппаратуры автотракторных дизелей. Двигателестроение, 2014, № 1, с. 30–35.

[6] Марков В.А., Девянин С.Н., Мальчук В.И. Впрыскивание и распыливание топлива в дизелях. Москва, Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2007. 360 с.

[7] Рудаков В.Ю. Особенности развития топливной струи при двухфазном впрыске. Двигателестроение, 2011, № 1, с. 9–11.

[8] Крупский М.Г., Кузин В.Е., Широких Э.В., Головачев А.Д. Повышение эффективности управления систем топливоподачи дизелей. Двигателестроение, 2010, № 4, с. 11–14.

[9] Лышевский А.С. Системы питания дизелей. Москва, Машиностроение, 1981. 216 с.

[10] Марков В.А., Баширов Р.М., Габитов И.И. Токсичность отработавших газов дизелей. Москва, Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2002. 376 с.

[11] Дунин А.Ю., Голубков Л.Н., Мальчук В.И., Душкин П.В., Иванов И.Е. Новые возможности совершенствования процесса подачи топлива аккумуляторной топливной сис¬темой. Тракторы и сельхозмашины, 2017, № 10, с. 13–19.

[12] Дунин А.Ю., Шатров М.Г., Голубков Л.Н., Иванов И.Е., Трофименко Ю.В. Анализ методов, обеспечивающих выполнение экологических требований транспортными дизелями. Вестник МАДИ, 2017, вып. 3(50), с. 62–69.

[13] Трусов В.И., Дмитриенко В.П., Масляный Г.Д. Форсунки автотракторных дизелей. Москва, Машиностроение, 1977. 167 с.

[14] Shatrov M.G., Golubkov L.N., Dunin A.Yu., Dushkin P.V., Yakovenko A.L. A method of control of injection rate shape by acting upon electromagnetic control valve of common rail injector. International Journal of Mechanical Engineering and Technology, 2017, vol. 8, iss. 11, pp. 676–690.

[15] Дунин А.Ю. Способ управления формой дифференциальной характеристики впрыскивания воздействием на электромагнитный клапан форсунки. Грузовик, 2018, № 1, с. 43–48.

[16] Шатров М.Г., Голубков Л.Н., Дунин А.Ю., Душкин П.В. Экспериментальное исследование гидродинамических эффектов в топливной аппаратуре Common Rail при многократном впрыскивании. Журнал ААИ, 2016, № 2(97), с. 15–17.

[17] Кулешов А.С. Развитие методов расчета и оптимизация рабочих процессов ДВС. Дис. … д-ра техн. наук. Москва, 2011. 235 с.

[18] Хачиян А.С., Алексеев А.Б. Результаты исследования рабочего процесса дизеля при осесимметричном смесеобразовании, широкой неглубокой камере сгорания и форсированной топливной системе непосредственного действия. Вестник МАДИ, 2010, № 1(20), с. 39–46.

[19] Хачиян А.С., Алексеев А.Б. Некоторые результаты исследований современного дизеля большегрузного автомобиля. 4-е Луканинские чтения. Решение энергоэкологических проблем в автотранспортном комплексе. Тез. докл. науч.-техн. конф., Москва, 29–30 января 2009, Москва, МАДИ (ГТУ), 2009, с. 66–68.