Регистрация / Вход
Прислать материал

14.577.21.0160

Аннотация скачать
Постер скачать
Общие сведения
Номер
14.577.21.0160
Тематическое направление
Транспортные и космические системы
Исполнитель проекта
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный технический университет имени Н.Э.Баумана (национальный исследовательский университет)"
Название доклада
Разработка инновационных конструкций и средств расчетных исследований высоконапорной топливной аппаратуры с перспективными техническими показателями
Докладчик
Грехов Леонид Вадимович
Тезисы доклада
Цели и задачи исследования
Целью проекта является обеспечение импортозамещения в производстве дизельной топливной аппаратуры нового поколения. Поставлены задачи разработки эффективных конструкций высоконапорной топливной аппаратуры малотоксичных энергоэффективных транспортных дизельных двигателей, в частности, с возможностью формирования требуемых характеристик впрыскивания, и средств ее проектирования.
Актуальность и новизна исследования
Мировая практика пока идет по пути управления характеристиками впрыскивания путем организации многоразового впрыскивания. Для малотоксичного двигателя требуется формирование характеристики впрыскивания основного (или единственного) впрыскивания. Для среднеоборотных двигателей мощностью свыше 1000 кВт этот метод является основным или единственным. Разрабатываемые технические решения (частично) обладают новизной, а благодаря умеренной сложности могут быть применены в ближайшее время.
Описание исследования

На первом этапе работы в результате проведенного цикла оптимизационных исследований работы дизельных двигателей по испытательному циклу были сформулированы технические требования к показателям топливоподачи и форме характеристик впрыскивания для каждого из контрольных режимов. На данном этапе проводилась доводочная работа по конструкциям электрогидравлических форсунок с использованием методов:

1) профессионального качественного анализа достоинств, недостатков, технологичности, перспектив развития вариантов исполнения электрогидравлических форсунок, включая и оригинальные схемы, разработанные в процессе выполнения проекта;

2) количественного анализа разработанных и оформленных до уровня чертежей общего вида электрогидравлических форсунок с использованием методами математического моделирования с использованием разработанного программного обеспечения.

Проведен численное исследование и анализ функциональных свойств предварительно отобранных вариантов топливных систем с различными электрогидравлическими форсунками. Проведена оптимизация вариантов с учетом ключевых режимов работы, по которым производят экологические испытания. В первую очередь рассматривались конструкции применительно к дизелю ОАО “КЗ”. Также исследовались электрогидравлические форсунки для дизелей М150 ОАО “Звезда” и Д185 ОАО “УДМЗ”.

Цикл исследований позволил дать рекомендации по использованию форсунок с дополнительным регулирующим сечением распылителя, байпасированием жиклера клапана и с активным использованием волновых явлений. Также даны рекомендации по проектированию традиционных форсунок с ограниченными возможностями оптимизации формы основной характеристики впрыскивания за счет параметрической оптимизации.

Результаты исследования

На основании сформулированных требований, разработанных конструкций и расчетных программ проведен цикл доводочных, расчетно-оптимизационных работ электрогидравлических форсунок и в целом аккумуляторных дизельных систем.

Критериями отбора конструкций являлись показатели технического совершенства:

- максимальное давление впрыскивания (Рвпракк);

- минимальный расход на управление (gцупр /gц);

- монотонность нагрузочной характеристики gц=f(τэл.прив);

- минимальная возможная цикловая подача gцmin.

Кроме того – специальные требования Технического задания:

- максимальное соответствие выявленным ранее требованиям к показателям и форме характеристики впрыскивания;

- обеспечение количественных показателей и иных требований Технического задания.

Детально отработаны параметры и технические решения:

- форсунок с двумя камерами управления;

- форсунок с двумя запирающими пружинами;

- форсунок с дополнительным регулирующим сечением в распылителе;

- форсунок с активным использованием волновых эффектов;

- форсунок с байпасированием жиклера клапана.

В результате многостороннего анализа, консультаций с Индустриальным партнером для дальнейшей проработки выбраны лучшие варианты. Сформулированы рекомендации по проектированию электрогидравлических форсунок малотоксичных транспортных двигателей.

Проанализированы результаты испытаний опытных образцов и даны рекомендации по корректировке конструкций.

При сопоставлении с мировыми аналогами выявлены существенные преимущества перед ними. Так, по сравнению с типовыми системами, разработанные варианты позволяют за счет управления характеристикой впрыскивания достигать более высоких экологических показателей. По сравнению с редкими конструкциями автомобильных систем с управляемыми характеристиками (например, HADI и PACRS фирм Bosch и Delphi), обеспечить большую простоту и технологичность, следовательно – конкурентоспособность и возможность импортозамещения.

Использование разработанных программ подтвердило их пригодность для задач проекта, разработанные конструкции патентуются.

Практическая значимость исследования
Создаваемые образцы топливной аппаратуры должны быть использованы на созданных в последние три года образцах перспективных дизельных двигателях большой мощности:
- Дизель Д200 (ОАО “ПДМ”, мощность 1250 кВт при частоте 1000 мин-1 , Ре=2,8 МПа). Назначение: тепловозный, промышленный.
- Дизель ДМ-185Т (ОАО “УДМЗ”, мощность 1400 кВт при частоте 1500 мин-1 , Ре=1,75 МПа). Назначение: тепловозный, промышленный, судовой.
- Дизель М150М (ОАО «Звезда», мощность 1440 кВт при частоте 2100 мин-1 , Ре=2,2 МПа). Назначение: промышленный, судовой.
- Дизель Д500 (ОАО «КЗ», “ПДМ” мощность 2,2…4,5 МВт при частоте 1000 мин-1 , Ре=3,0 МПа). Назначение: многоцелевой.
Ожидаемый народно-хозяйственном и социально-экономический эффект внедрения результатов исследовательской работы заключается в удержании рынка топливных систем и замена импортных для новых мощных дизелей за счет создания конкурентоспособной отечественной продукцией, обеспечение государственной безопасности, занятости и наполнения бюджета.