14.577.21.0160
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.
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 (Рвпр/Ракк);
- 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.
- 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.