Научная статья на тему 'Исследование влияния технического состояния элементов топливной системы высокого давления на параметры топливоподачи'

Исследование влияния технического состояния элементов топливной системы высокого давления на параметры топливоподачи Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

CC BY
2
1
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
дизельный двигатель / топливо / топливная аппаратура / топливная система / топливный насос / цикловая подача / проходное сечение / diesel engine / fuel / fuel equipment / fuel system / fuel pump / cyclic supply / flow area

Аннотация научной статьи по механике и машиностроению, автор научной работы — Апажев Аслан Каральбиевич, Шогенов Юрий Хасанович, Шекихачев Юрий Ахметханович, Батыров Владимир Исмелович

Топливная аппаратура должна обеспечить идентичность топливоподачи во все цилиндры по таким параметрам как цикловая подача, угол начала впрыска топлива, характеристики впрыска. Неидентичность указанных параметров по всем цилиндрам дизельного двигателя является причиной различного характера протекания рабочего процесса в них и, естественно, приводит к различиям индикаторных показателей работы по цилиндрам дизельного двигателя. Износ деталей топливной аппаратуры в процессе эксплуатации, особенно прецизионных элементов топливной системы высокого давления, приводит к изменению их гидравлических характеристик, в результате чего нарушается равномерность процесса впрыскивания топлива по секциям топливного насоса высокого давления. Таким образом, для разработки мероприятий по обеспечению равномерности параметров топливоподачи в процессе ремонтно-обслуживающих работ требуется установить зависимость параметров топливоподачи от изменения технического состояния элементов топливной системы высокого давления с учетом их отклонения от установленных значений техническими условиями. В результате проведенных исследований установлено, что увеличение эффективного проходного сечения на режиме работы дизеля 4Ч11/12,5 от 0,30 мм2 до критической величины, равной 0,40 мм2 , вызвало увеличение цикловой подачи топлива на 5,7%; увеличение эффективного проходного сечения от 0,29 до 0,59 мм2 при этом привело к уменьшению давления впрыскивания на 25%, продолжительности впрыскивания на 22,2% и угла запаздывания впрыскивания топлива на 10,0%; увеличение эффективного проходного сечения топливопровода с 0,80 до 1,10 мм2 привело к увеличению цикловой подачи топлива на 1,1%. При этом давление и продолжительность впрыскивания топлива уменьшились, соответственно, на 13,6% и на 12,2%, угол запаздывания впрыскивания топлива практически не изменился.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по механике и машиностроению , автор научной работы — Апажев Аслан Каральбиевич, Шогенов Юрий Хасанович, Шекихачев Юрий Ахметханович, Батыров Владимир Исмелович

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Investigation of the influence of the technical condition of the elements of the high-pressure fuel system on the parameters of the fuel supply

Fuel equipment must ensure identical fuel supply to all cylinders according to such parameters as: cyclic supply, fuel injection start angle, injection characteristics. The non-identity of the specified parameters for all cylinders of a diesel engine is the reason for the different nature of the working process in them and, naturally, leads to differences in the indicator performance indicators for the cylinders of a diesel engine. Wear of parts of fuel equipment during operation, especially precision elements of the high-pressure fuel system, leads to a change in their hydraulic characteristics, as a result of which the uniformity of the fuel injection process across the sections of the high-pressure fuel pump is disrupted. Thus, in order to develop measures to ensure uniformity of fuel supply parameters during repair and maintenance work, it is necessary to establish the dependence of fuel supply parameters on changes in the technical condition of the elements of the highpressure fuel system, taking into account their deviation from the established values by technical specifications. As a result of the studies, it was established that: an increase in the effective flow area in the 4Ch11/12.5 diesel operating mode from 0.30 mm2 to a critical value of 0.40 mm2 caused an increase in the cyclic fuel supply by 5.7%; an increase in the effective flow area from 0.29 to 0.59 mm2 led to a decrease in injection pressure by 25%, injection duration by 22.2% and fuel injection retardation angle by 10.0%; An increase in the effective flow area of the fuel line from 0.80 to 1.10 mm2 led to an increase in the cyclic fuel supply by 1.1%. At the same time, the pressure and duration of fuel injection decreased by 13.6% and 12.2%, respectively, and the fuel injection retardation angle remained virtually unchanged.

Текст научной работы на тему «Исследование влияния технического состояния элементов топливной системы высокого давления на параметры топливоподачи»

АГРОИНЖЕНЕРИЯ И ПИЩЕВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ AGROENGINEERING AND FOOD TECHNOLOGIES Технологии, машины и оборудование для агропромышленного комплекса Technologies, Machines and Equipment for the Agro-industrial Complex

Научная статья

УДК 631.372: 621.436.1

doi: 10.55196/2411-3492-2024-3-45-83-92

Исследование влияния технического состояния элементов топливной системы высокого давления на параметры топливоподачи

1 2 Аслан Каральбиевич Апажев , Юрий Хасанович Шогенов ,

Юрий Ахметханович Шекихачевн3, Владимир Исмелович Батыров4

1,3Кабардино-Балкарский государственный аграрный университет имени В. М. Кокова, проспект Ленина, 1в, Нальчик, Россия, 360030

2Российская академия наук, Ленинский проспект, 14, Москва, Россия, 119991 [email protected], https://orcid.org/0000-0002-5448-5782 2уЫ961 [email protected], https://orcid.org/0000-0002-7588-0458 шshek-fmep@mail.т, https://orcid.org/0000-0001-6300-0823 [email protected], https://orcid.org/0000-0003-2183-4058

Аннотация. Топливная аппаратура должна обеспечить идентичность топливоподачи во все цилиндры по таким параметрам как цикловая подача, угол начала впрыска топлива, характеристики впрыска. Неидентичность указанных параметров по всем цилиндрам дизельного двигателя является причиной различного характера протекания рабочего процесса в них и, естественно, приводит к различиям индикаторных показателей работы по цилиндрам дизельного двигателя. Износ деталей топливной аппаратуры в процессе эксплуатации, особенно прецизионных элементов топливной системы высокого давления, приводит к изменению их гидравлических характеристик, в результате чего нарушается равномерность процесса впрыскивания топлива по секциям топливного насоса высокого давления. Таким образом, для разработки мероприятий по обеспечению равномерности параметров топливоподачи в процессе ре-монтно-обслуживающих работ требуется установить зависимость параметров топливоподачи от изменения технического состояния элементов топливной системы высокого давления с учетом их отклонения от установленных значений техническими условиями. В результате проведенных исследований установлено, что увеличение эффективного проходного сечения на режиме работы дизеля 4Ч11/12,5 от 0,30 мм2 до критической величины, равной 0,40 мм2, вызвало увеличение цикловой подачи топлива на 5,7%; увеличение эффективного проходного сечения от 0,29 до 0,59 мм2 при этом привело к уменьшению давления впрыскивания на 25%, продолжительности впрыскивания на 22,2% и угла запаздывания впрыскивания топлива на 10,0%; увеличение эффективного проходного сечения топливопровода с 0,80 до 1,10 мм2 привело к увеличению цикловой подачи топлива на 1,1%. При этом давление и продолжительность впрыскивания топлива уменьшились, соответственно, на 13,6% и на 12,2%, угол запаздывания впрыскивания топлива практически не изменился.

Ключевые слова: дизельный двигатель, топливо, топливная аппаратура, топливная система, топливный насос, цикловая подача, проходное сечение

© Апажев А. К., Шогенов Ю. Х., Шекихачев Ю. А., Батыров В. И., 2024

Для цитирования. Апажев А. К., Шогенов Ю. Х., Шекихачев Ю. А., Батыров В. И. Исследование влияния технического состояния элементов топливной системы высокого давления на параметры топливопо-дачи // Известия Кабардино-Балкарского государственного аграрного университета им. В. М. Кокова, 2024. № 3(45). С. 83-92. doi: 10.55196/2411-3492-2024-3-45-83-92

Original article

Investigation of the influence of the technical condition of the elements of the high-pressure fuel system on the parameters of the fuel supply

Asian K. Apazhev1, Yuri Kh. Shogenov2, Yuri A. Shekikhachev h3, Vladimir I. Batyrov4

1,3,4Kabardino-Balkarian State Agrarian University named after V.M. Kokov, 1v Lenin Avenue, Nalchik, Russia, 360030

2Russian Academy of Sciences, 14 Lenin Avenue, Moscow, Russia, 119991 [email protected], https://orcid.org/0000-0002-5448-5782 [email protected], https://orcid.org/0000-0002-7588-0458 [email protected], https://orcid.org/0000-0001-6300-0823 [email protected], https://orcid.org/0000-0003-2183-4058

Abstract. Fuel equipment must ensure identical fuel supply to all cylinders according to such parameters as: cyclic supply, fuel injection start angle, injection characteristics. The non-identity of the specified parameters for all cylinders of a diesel engine is the reason for the different nature of the working process in them and, naturally, leads to differences in the indicator performance indicators for the cylinders of a diesel engine. Wear of parts of fuel equipment during operation, especially precision elements of the high-pressure fuel system, leads to a change in their hydraulic characteristics, as a result of which the uniformity of the fuel injection process across the sections of the high-pressure fuel pump is disrupted. Thus, in order to develop measures to ensure uniformity of fuel supply parameters during repair and maintenance work, it is necessary to establish the dependence of fuel supply parameters on changes in the technical condition of the elements of the high-pressure fuel system, taking into account their deviation from the established values by technical specifications. As a result of the studies, it was established that: an increase in the effective flow area in the 4Ch11/12.5 diesel operating mode from 0.30 mm2 to a critical value of 0.40 mm2 caused an increase in the cyclic fuel supply by 5.7%; an increase in the effective flow area from 0.29 to 0.59 mm2 led to a decrease in injection pressure by 25%, injection duration by 22.2% and fuel injection retardation angle by 10.0%; An increase in the effective flow area of the fuel line from 0.80 to 1.10 mm2 led to an increase in the cyclic fuel supply by 1.1%. At the same time, the pressure and duration of fuel injection decreased by 13.6% and 12.2%, respectively, and the fuel injection retardation angle remained virtually unchanged.

Keywords: diesel engine, fuel, fuel equipment, fuel system, fuel pump, cyclic supply, flow area

For citation. Apazhev A.K., Shogenov Yu.Kh., Shekikhachev Yu.A., Batyrov V.I. Investigation of the influence of the technical condition of the elements of the high-pressure fuel system on the parameters of the fuel supply. Izvestiya of Kabardino-Balkarian State Agrarian University named after V.M. Kokov. 2024;3(45):64-69. (In Russ.). doi: 10.55196/2411-3492-2024-3-45-64-69

Введение. Дизельные двигатели в наибольшей мере удовлетворяют тем тенденциям, которые имеют место в двигателестрое-нии: повышение мощностных показателей, сниженные удельный расход топлива и токсичность отработавших газов. Реализовать указанные достоинства дизельных двигате-

лей возможно лишь в случае обеспечения и сохранения оптимальными тех параметров, которые характеризуют топливоподачу. Характер же топливоподачи предопределяет показатели, характеризующие качество протекания рабочего процесса в дизельном двигателе.

Проблема улучшения показателей дизельных двигателей решается на современном этапе в процессе их производства посредством совершенствования и тщательной отработки конструктивных схем и технологических процессов, связанных с изготовлением их наиболее ответственных деталей, а в процессе эксплуатации - путем совершенствования методов и применяемых средств при техническом обслуживании и ремонте. Такой подход можно считать оправданным в силу влияния значительного количества факторов (конструктивных и эксплуатационных) на показатели работы дизелей.

От параметров топливоподачи зависят качественные характеристики смесеобразования и характер протекания процесса сгорания топлива. Анализируя состояние проблемы улучшения показателей работы дизельных двигателей, можно сделать следующий вывод: основная причина, вызывающая отклонение показателей рабочего цикла двигателей от установленных значений, состоит в отклонении параметров топливоподачи от оптимальных значений.

С изменением технических характеристик топливной системы высокого давления (ТСВД) в процессе работы изменяются и характеристики впрыска. При исследовании влияния параметров ТСВД на характеристики топливоподачи зачастую не учитывается изменение характеристик впрыскивания, что объясняется сложностью и трудоемкость указанных исследований.

Отказы дизельных двигателей в основном вызваны естественным износом (40%) и несвоевременным и некачественным техническим обслуживанием (36%). Учитывая сложившееся в научном мире мнение о том, что наибольшее количество отказов двигателей связано с отклонениями в работе топливной системы (до 70%), можно обоснованно сделать заключение, что определяющее место в общих объемах потерь занимают потери топлива [1-3].

Задача топливной аппаратуры (ТА) -обеспечение одинаковых условий для функционирования всех цилиндров дизельного двигателя. Таким образом, ТА должна обеспечить идентичность топливоподачи во все

цилиндры по таким параметрам как цикловая подача, угол начала впрыска топлива, характеристики впрыска. Неидентичность указанных параметров по всем цилиндрам дизельного двигателя является причиной различного характера протекания рабочего процесса в них и, естественно, к различиям индикаторных показателей работы по различным цилиндрам дизельного двигателя [4-6].

Износ деталей ТА в процессе эксплуатации, особенно прецизионных элементов ТСВД, приводит к изменению их гидравлических характеристик. В результате этого нарушается равномерность параметра процесса впрыскивания топлива по секциям топливного насоса высокого давления (ТНВД).

Для разработки мероприятий, обеспечивающих равномерность параметров топли-воподачи в процессе проведения ремонтно-обслуживающих работ, требуется установление зависимости параметров топливопода-чи от изменения технического состояния элементов ТСВД, учитывая их отклонения от технических условий.

Цель исследования - установление зависимости параметров топливоподачи от изменения технического состояния элементов ТСВД.

Материалы, методы и объекты исследования. Исследования базируются на методах физического и математического моделирования, сравнения. В качестве объекта исследования использован дизельный двигатель. При интегрировании дифференциальных уравнений использован метод Эйлера. Параметры технического состояния исследуемых элементов ТСВД установлены по результатам обследования ремонтного фонда ремонтно-обслуживающих предприятий. Результаты расчетов параметров топливоподачи обработаны с помощью пакета прикладных программ <^ТАТКТГСА-5.0».

Результаты исследования. Разработана математическая модель гидродинамического расчета процесса топливоподачи с учетом утечек топлива через прецизионные элементы ТСВД (для топливного насоса - система уравнений (1), для форсунки насоса - система уравнений (2) [7-10]:

f„Cn = ^VLdPH + a^fA-P - Рг) +

P V P

+ a,- Р - PH ) + aJxCx + Z, + Z-

Г2 dP'

\PjJ~ P - PH ) + aJ£K-aV -P-V P P

- P - PH)

f С' =

J т т

dV' =-

Мк -Сг = / P - PH )- /кPr0 - С„к ]a, dt

^ = C a dt Cai

(1)

/ С =

J т т

dVL

-P dt

Ф aVt +цр / 2 p - P4 ) + a, / - /; С + Z,

Чф = -[/тСт -a,(/ - /ш С К dt

Ми = [(/и - /: 1?ф -P3)+ / - /ш P - СфК + /P ]a,

-hu Г „ -= Cu a,

dt u 3

где:

(2)

рн,р 'н > рг > рф > рз, Рко, рц - соответственно, давления: в полости нагнетания плунжерной пары; полости штуцера; в головке насоса; давления впрыска; затяжки пружины форсунки; открытия нагнетательного клапана; в цилиндре двигателя;

/п , /к > /т > /о > /и , /ш > / 'и - с00тветственн0,

площади: поперечного сечения плунжера; нагнетательного клапана; канала топливопровода; окон втулки плунжера; иглы распылителя; штифта иглы распылителя; определяемая по диаметру запорной кромки иглы;

Ун ' н ,Уф 'пн 'пф - с00тветственн0,

объем: в полости нагнетания плунжерной пары; штуцера насоса; каналов форсунки; свободные объемы в полостях насоса; форсунки;

Спк, Спф - соответственно, жесткость пружин: нагнетательного клапана; форсунки;

С'т, Спт - соответственно, скорость

движения топлива в сечениях топливопровода: во входном; в выходном;

Сп, Ск, С - соответственно, скорости движения: плунжера; нагнетательного клапана; иглы распылителя;

а - соответственно, время и скорость распространения волны давления;

<7¡ - ступенчатая функция;

Mofo,Мк1к,Mpfp - соответственно, эффективные проходные сечения: окон втулки; щели между нагнетательным клапаном и седлом; распылителя форсунки;

а, р - соответственно, коэффициенты сжимаемости и плотности топлива;

К, К - соответственно, подъемы нагнетательного клапана и иглы распылителя;

Мк, Ми - соответственно, массы движущихся частей нагнетательного клапана и иглы распылителя;

Zj, Z2, Z3 - соответственно, расходы топлива через зазоры: в золотниковой; поршневой частях плунжера; между иглой и корпусом распылителя.

Экспериментально установлены гидравлические характеристики элементов ТСВД:

MPfP = f (К), Mofo = f (?)■ (3)

Интегрирование дифференциальных уравнений производили с применением метода Эйлера с дроблением шага расчета в три раза после выхода разгрузочного пояска из седла нагнетательного клапана. В этом случае обеспечивается достаточная точность расчета при шаге интегрирования 0,02...°. Результаты расчета через каждые 0,5.° поворота кулачкового вала насоса (к. в. н.) приведены в таблице 1.

Матрица плана расчетов, уровни параметров исследуемых факторов и варианты комплектования элементами ТСВД представлены в таблице 2. Результаты расчетов приведены там же.

В соответствии с результатами расчетов, изменение технического состояния элементов ТСВД в исследованном диапазоне по-разному влияет на основные параметры топ-ливоподачи (по величине и характеру). Так, с увеличением зазора в плунжерной паре с 2 до 10 мкм уменьшаются цикловая подача и давление впрыска топлива, соответственно, на 5,5 мм /цикл и 4,5 МПа, или на 7,4% и 20,5%. Угол запаздывания и продолжительность впрыскивания при этом увеличиваются, соответственно, на 0,5° и 0,7.° поворота к. в. н., или на 10% и 7,8%.

a

2

a

Таблица 1. Результаты расчета процесса топливоподачи УТН-5 дизеля 4411/12,5

(номинальный режим) Table 1. Calculation results for the UTN-5 fuel supply process for diesel 4Ch11/12.5

(nominal mode)

Угол поворота Давление Расход топлива Подъем Давление на входе Подъем иглы распылителя Цикловая Давление Прямая

насоса через клапана в топли- подача форсунки давления

клапан вопровод

V Рн Pг н К Pv hu §ц Pg F (t - L / a)

град кг/см2 кг/см2 см кг/см2 см мм3/град кг/см2 кг/см2

1 2 3 4 5 6 7 8 9

53,499 21,2 - 0,0001 - - - - -

53,999 23,2 - 0,0026 - - - - -

54,499 22,9 - 0,0086 - - - - -

54,999 22,3 - 0,0178 - - - - -

55,499 23,3 - 0,0301 - - - - -

55,999 24,1 - 0,0457 - - - - -

56,499 20,9 - 0,0545 - - - - -

56,999 19,0 - 0,0851 - - - - -

57,499 20,3 4,9 0,1060 - - - - -

57,999 47,9 31,5 0,1246 - - - - -

58,490 90,1 47,5 0,1425 - - - - -

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

58,999 74,6 73,1 0,1682 - - - - -

59,499 94,3 89,0 0,1883 - - - - -

59,999 107,1 103,9 0,2002 - - - - -

60,499 122,2 116,3 0,2030 - - - - -

60,999 140,6 126,1 0,1980 - - - - -

61,490 171,6 132,5 0,1899 - - - - -

61,999 175,0 143,4 0,1894 - - - - -

62,499 167,3 154,6 0,1941 - - - - -

62,999 177,1 161,6 0,1950 - - - 84,8 138,0

63,499 18,8 166,3 0,1929 135,1 0,00001 0,003 15,7 149,7

63,999 186,3 163,8 0,1901 201,8 0,00466 2,472 198,5 158,6

64,499 173,4 152,6 0,1877 125,4 0,01982 8,028 198,3 164,4

64,999 152,9 133,3 0,1851 49,1 0,03686 9,166 92,2 177,8

65,499 127,3 105,6 0,1819 120,4 0,03907 13,128 91,7 186,8

65,999 95,7 72,8 0,1791 131,3 0,03776 14,498 141,0 193,4

66,499 52,4 37,8 0,1780 129,0 0,03800 14,290 136,4 196,5

66,999 44,9 39,4 0,1740 126,1 0,03963 13,300 124,8 191,5

67,499 40,4 10,4 0,1634 127,2 0,03999 13,105 115,6 177,8

67,999 23,5 - 0,1552 110,6 0,03998 12,254 99,5 156,1

68,499 18,4 - 0,1494 87,8 0,03910 11,325 72,2 126,2

68,999 16,6 - 0,1428 102,9 0,03501 13,580 15,2 163,3

69,499 15,9 - 0,1345 17,2 0,02703 5,931 12,3 -6,6

69,999 15,6 - 0,1244 69,8 0,01020 2,355 77,5 19,0

70,499 15,6 - 0,1124 147,9 0,00062 0,324 194,5 106,9

70,999 15,5 - 0,0985 131,5 0,00650 2,57 101,0 83,5

71,499 15,5 - 0,0831 36,5 0,01534 2,953 86,3 52,6

71,999 15,5 - 0,0662 36,6 0,01775 3,728 33,5 57,6

72,499 15,2 - 0,0482 80,7 0,01250 3,251 49,2 59,1

72,999 14,9 - 0,02991 117,2 0,00443 2,023 88,2 48,0

73,499 14,6 - 0,0091 107,8 0,00012 0,050 116,1 39,9

Продолжение таблицы 1

Угол поворота к.в.н. Обратная волна давлений Расход топлива через клапан Скорость истечения топлива из распылителя Скорость топлива на входе в топливопровода Скорость топлива на выходе из топливопровода Свободный объем в полости насоса Свободный объем в полости форсунки Давление посадки иглы

V w(t) Чк СФ С' т С " т V' пн v'^ Р' Рф

град кг/см2 3 мм см/сек см/сек см/сек 3 см 3 см кг/см

10 11 12 13 14 15 16 17 18

53,499 - - - - - 0,290 0,0044 -

53,999 - - - - - 0,0283 0,0044 -

54,499 - - - - - 0,0266 0,0044 -

54,999 - - - - - 0,0240 0,0044 -

55,499 - - - - - 0,0205 0,0044 -

55,999 - - - - - 0,0161 0,0044 -

56,499 - - - - - 0,0108 0,0044 -

56,999 - - - - - 0,0050 0,0044 -

57,499 -0.1 - - 31 - - 0,0044 -

57,999 12,6 - - 513 - - 0,0044 -

58,490 30.8 - - 994 - - 0,0044 -

58,999 31,5 - - 1260 - - 0,0044 -

59,499 31,4 0,776 - 1415 - - 0,0044 -

59,999 31,4 4,190 - 1556 - - 0,0044 -

60,499 31,2 10,225 - 1671 - - 0,0044 -

60,999 31,1 18,400 - 1762 - - 0,0044 -

61,490 31,1 27,118 - 1822 - - 0,0044 -

61,999 31,1 34,560 - 1923 - - 0,0044 -

62,499 31,1 40,978 - 2030 - - 0,0044 -

62,999 31,0 48,113 - 2096 2527 - 0,0031 -

63,499 30,9 55,919 17395 2140 1531 - - 128,0

63,999 30,9 62,904 21903 2116 984 - - 188,0

64,499 30,9 68,320 17554 2012 1778 - - 118,0

64,999 30,9 72,132 10689 1830 2799 - - 44,0

65,499 30,9 74,231 16766 1569 2297 - - 108,5

65,999 45,6 74,600 17624 1213 2300 - - 119,8

66,499 -24,1 74,600 17474 2 2376 - - 117,8

66,999 -35,3 74,600 17275 -312 2314 - - 115,2

67,499 76,7 74,600 17371 1404 2049 - - 116,5

67,999 117,4 74,600 16238 2191 1804 0,0070 - 101,8

68,499 55,9 74,600 14489 1033 1472 0,0131 - 81,1

68,999 57,8 74,600 15482 1054 2031 0,0181 - 92,1

69,499 61,4 74,600 6666 1122 -299 0,0238 - 16,3

69,999 56,0 74,600 12385 1042 -265 0,0300 - 61,5

70,499 42,6 74,600 18602 785 573 0,0361 - 145,6

70,999 38,2 74,600 17916 704 245 0,0423 - 125,4

71,499 31,0 74,600 9561 574 597 0,0487 - 35,9

71,999 -8,1 74,600 9148 -58 720 0,0559 - 32,3

72,499 -24,4 74,600 13641 -449 338 0,0597 - 73,9

72,999 -65,1 74,600 16623 -1147 -226 0,0630 - 108,0

73,499 -41,2 74,600 16095 -747 -305 0,0655 - 109,5

73,999 -41,2 74,600 13480 -803 -77 0,0656 - 75,9

Таблица 2. Матрица плана, уровни варьирования и результаты расчета параметров топливоподачи Table 2. Plan matrix, variation levels and calculation results of fuel supply parameters

Факторы Функции отклика

Эффек- Эффек- Зазор в Зазор по Продол- Запазды- Цикловая Давление

тивное тивное плунжер- разгру- житель- вание подача впрыски-

Уровни варьирования проходное сечение распределителя fjpfp, мм2 проходное сечение т.в.д. 2 мм ной паре 4, мкм жающему пояску нагнетательного клапана 8к, мкм ность впрыскивания & впрыскивания & g4, мм /цикл вания Рв, МПа

X! Х2 Хз Х4 Y\ Y2 Y3 Y4

Верхний 0,60 1,10 10 16

Основной 0,45 0,95 6 10

Нижний 0,30 0,80 2 4

Интервал 0,15 0,15 4 6

Номера опытов План Результаты

Основной 0,45 0,95 6 10 9,30 10,84 73,67 22,49

1 0,30 0,95 6 10 10,38 11,81 68,83 25,16

2 0,45 0,80 6 10 9,69 10,84 73,41 23,71

3 0,45 0,95 2 10 8,95 9,75 75,77 24,69

4 0,45 0,95 6 4 11,04 11,78 71,44 20,89

5 0,60 0,95 6 10 8,23 10,80 73,76 19,81

6 0,45 1,10 6 10 8,54 10,84 74,18 20,04

7 0,45 0,95 10 10 9,66 10,60 71,56 20,28

8 0,45 0,95 6 16 7,57 10,81 75,90 24,08

чение эффективного проходного сечения до 0,59 мм2 не привело к изменению цикловой подачи топлива.

Увеличение эффективного проходного сечения от 0,29 до 0,59 мм2 при этом привело к уменьшению давления впрыскивания на 5,5 МПа с 24,5 до 19,0 МПа, или на 25%,

2 о ...

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

с 10,0 до 8,0. °, или 22,2% и угла запаздывания впрыскивания топлива на 1,0. ° с 11,0 до 10,2.°, или на 10,0%.

Увеличение эффективного проходного сечения топливопровода с 0,80 до 1,10 мм2 привело к увеличению цикловой подачи топлива на 0,8 мм3/цикл с 74,0 до 74,8 мм3/цикл, или на 1,1%. При этом давление и продолжительность впрыскивания топлива уменьшились, соответственно, на 3,0 МПа с 23,5 до 20,0 МПа, или на 13,6% и на 1,1.° с 9,5.° до 8,4.°, или на 12,2%, угол запаздывания впрыскивания топлива практически не изменился. 89

Увеличение эффективного проходного сечения приводит к уменьшению гидравлического сопротивления, оказываемого истечению топлива из сопла распылителя. В этом случае давление впрыска топлива снижается [11-14]. Данное обстоятельство приводит к уменьшению влияния сжимаемости на величину цикловой подачи.

Величина критического эффективного проходного сечения распылителя зависит от величины цикловой подачи, параметров стендовых топливопроводов и распылителей форсунок, с которыми регулировался ТНВД, а также от параметров рабочих топливопроводов и распылителей форсунок, с которыми работает ТНВД на дизельном двигателе.

Увеличение эффективного проходного сечения для исследованной ТА на режиме работы дизеля 4411/12,5 от 0,30 мм2 и до критической величины, равной 0,40 мм2, вызвало увеличение цикловой подачи топлива с 70,5 до 74,5 мм3/цикл, то есть на 4,0 мм3/цикл, или на 5,7%. Дальнейшее увели-

Вывод. В результате проведенного исследования установлено, что замена элементов ТСВД без контроля их гидравлических характеристик приводит к неравномерности: по цикловой подаче до 7,4%; давлению впрыскивания до 25%; продолжительности и углу запаздывания впрыскивания топлива, соответственно, на 48,8 и 10,01%. Следовательно, существует необходимость проведе-

ния многофакторного исследования влияния параметров технического состояния на основные параметры топливоподачи, на основании которых разрабатывается система эталонирования дизельной топливной аппаратуры, что позволит исключить установку на дизельный двигатель ТА с параметрами, которые имеют существенное отклонение от нормативных значений.

Список литературы

1. Koichev V.S., Kobozev A.K., Shvetsov I.I., Gritsai D.I., Gerasimov E.V. Biofuel mixtures: perspective motor fuel // Research Journal of Pharmaceutical, Biological and Chemical Sciences. 2017. Т. 8. № 5. С. 642-646. EDN: XCNLFS

2. Koichev V., Mosikyan K. Influence of combustion chamber design for power and fuel efficiency of gasoline engines running on natural GAS // Известия Национального аграрного университета Армении. 2016. № 3. С. 44-46.

3. Кобозев А. К., Швецов И. И., Койчев В. С. Методика проведения испытания и регулировки форсунок // Актуальные вопросы инженерного образования: сб. науч. тр. по материалам научно-методической конференции. Ставрополь: Изд-во «Агрус», 2016. С. 36-43. EDN: UCLQRL

4. Кобозев А. К., Швецов И. И., Койчев В. С. Методика проверки нагнетательных клапанов // Актуальные вопросы инженерного образования: сб. науч. тр. по материалам научно-методической конференции. Ставрополь: Изд-во «Агрус», 2016. С. 43-46. EDN: WINCNV

5. Кобозев А. К., Швецов И. И., Койчев В. С., Газизов И. И., Бахолдин Н. В. Обнаружение и пути устранения неисправностей - резерв более глубокого познания конструкций тракторов и автомобилей // Совершенствование научно-методической работы в университете: сб. науч. тр. по материалам научно-методической конференции. Ставрополь: Изд-во «Агрус», 2018. С. 138-144. EDN: VSGLEK

6. Кобозев А. К., Швецов И. И., Койчев В. С. Методика проверки плунжерных пар // Актуальные вопросы инженерного образования: сб. науч. тр. по материалам научно-методической конференции. Ставрополь: Изд-во «Агрус», 2016. С. 47-51. EDN: WINIWB

7. Шекихачев Ю. А., Батыров В. И., Карданов Х. Б. Основные пути повышения стабильности параметров топливоподачи тракторных дизелей // АгроЭкоИнфо. 2018. № 2(32). С. 55.

8. Батыров В. И., Губжоков Х. Л. Совершенствование процессов смесеобразования и сгорания в дизелях // Сельский механизатор. 2017. № 6. С. 48. EDN: WEPQSZ

9. Батыров В. И., Койчев В. С., Болотоков А. Л. Влияние состояния топливной системы низкого давления на работоспособность топливных насосов распределительного типа // Научно-технический прогресс в АПК: проблемы и перспективы. Сборник научных трудов по материалам Международной научно-практической конференции, в рамках XVIII Международной агропромышленной выставки «Агроуниверсал - 2016». Ставрополь: Изд-во «Агрус», 2016. С. 247-252. EDN: WAWRAN

10. Батыров В. И., Койчев В. С., Болотоков А. Л. Зависимость параметров топливоподачи от давления в полости питания топливного насоса высокого давления // Научно-технический прогресс в АПК: проблемы и перспективы. Сборник трудов по материалам Международной научно-практической конференции, в рамках XVIII Международной агропромышленной выставки «Агроуниверсал - 2016». Ставрополь: Изд-во «Агрус», 2016. С. 252-256. EDN: WBHSPV

11. Батыров В. И., Болотоков А. Л., Ашабоков Х. Х. Закономерности изменения давления начала подъема иглы распылителя форсунок дизелей ЯМЗ // Актуальные направления научных исследований XXI века: теория и практика. 2015. Т. 3. № 4-1(15-1). С. 156-160. DOI: 10.12737/13912. EDN: UYRJYF

12. Шекихачев Ю. А., Батыров В. И., Карданов Х. Б. Результаты экспериментальных исследований распылителей форсунок автотракторных дизелей // АгроЭкоИнфо. 2018. № 2(32). С. 59.

13. Батыров В. И., Карданов Х. Б. Определение предельного состояния и классификация отказов распылителя форсунок дизелей // Научное обеспечение инновационного развития агропромышленного комплекса регионов РФ: сб. науч. тр. по материалам Международной научно-практической конференции. Лесниково: Курганская ГСХА, 2018. С. 307-310. EDN: YROMRQ

14. Шекихачев Ю. А., Батыров В. И., Карданов Х. Б. Исследование предельного состояния распылителя форсунок автотракторных дизелей // АгроЭкоИнфо. 2018. № 2(32). С. 48.

References

1. Koichev V.S., Kobozev A.K., Shvetsov I.I., Gritsai D.I., Gerasimov E.V. Biofuel mixtures: perspective motor fuel. Research Journal of Pharmaceutical, Biological and Chemical Sciences. 2017;8(5):642-646. EDN: XCNLFS

2. Koichev V., Mosikyan K. Influence of combustion chamber design for power and fuel efficiency of gasoline engines running on natural GAS. Bulletin of Armenian National Agrarian University. 2016;(3):44-46.

3. Kobozev A.K., Shvetsov I.I., Koychev V.S. Methodology for testing and adjusting nozzles. Aktual'nyye voprosy inzhenernogo obrazovaniya: sb. nauch. tr. po materialam nauchno-metodicheskoy konferentsii [Current issues of engineering education: collection of scientific papers based on materials of a scientific-methodological conference]. Stavropol: Izd-vo "Agrus", 2016. Pp. 36-43. EDN: UCLQRL

4. Kobozev A.K., Shvetsov I.I., Koychev V.S. Methodology for checking discharge valves. Aktual'nyye voprosy inzhenernogo obrazovaniya: sb. nauch. tr. po materialam nauchno-metodicheskoy konferentsii [Current issues of engineering education: collection of scientific papers based on materials of a scientific-methodological conference]. Stavropol: Izd-vo "Agrus", 2016. Pp. 43-46. (In Russ.). EDN: WINCNV

5. Kobozev A.K., Shvetsov I.I., Koychev V.S. [et. al.]. Detection and ways of eliminating faults - a reserve for deeper knowledge of the designs of tractors and cars. Sovershenstvovaniye nauchno-metodicheskoy raboty v universitete: sb. nauch. tr. po materialam nauchno-metodicheskoy konferentsii [Improvement of scientific research methodological work at the university: collection of scientific papers based on materials of a scientific-methodological conference]. Stavropol: Izd-vo "Agrus", 2018. Pp. 138-144. (In Russ.). EDN: VSGLEK

6. Kobozev A.K., Shvetsov I.I., Koychev V.S. Methodology for checking plunger pairs. Aktual'nyye voprosy inzhenernogo obrazovaniya: sb. nauch. tr. po materialam nauchno-metodicheskoy konferentsii [Current issues of engineering education: collection of scientific papers based on materials of a scientific-methodological conference]. Stavropol: Izd-vo "Agrus", 2016. Pp. 47-51. (In Russ.). EDN: WINIWB

7. Shekikhachev Yu.A., Batyrov V.I., Kardanov Kh.B. The main ways to increase the stability of the fuel supply parameters of tractor diesel engines. AgroEkoInfo. 2018;2(32):55.

8. Batyrov V.I., Gubzhokov Kh.L. Improving the processes of mixture formation and combustion in diesel engines. SelskiyMekhanizator. 2017;(6):48. (In Russ.)

9. Batyrov V.I., Koichev V.S., Bolotokov A.L. Influence of the state of the low-pressure fuel system on the performance of distribution-type fuel pumps. Nauchno-tekhnicheskiy progress v APK: problemy i perspektivy. Sbornik nauchnykh trudov po materialam Mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii, v ramkakh XVIII Mezhdunarodnoy agropromyshlennoy vystavki «Agrouniversal - 2016» [Scientific and technical progress in the agro-industrial complex: problems and prospects. Collection of scientific papers based on the materials of the International Scientific and Practical Conference, within the framework of the XVIII International Agro-Industrial Exhibition "Agrouniversal - 2016"]. Stavropol: Izd-vo "Agrus", 2016. Pp. 247-252. (In Russ.). EDN: WAWRAN

10. Batyrov V.I., Koychev V.S., Bolotokov A.L. Dependence of fuel supply parameters on pressure in the feed cavity of a high-pressure fuel pump. Nauchno-tekhnicheskiy progress v APK: problemy i perspektivy. Sbornik trudov po materialam Mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii, v ramkakh XVIII Mezhdunarodnoy agropromyshlennoy vystavki «Agrouniversal - 2016» [Scientific and technical progress in the agro-industrial complex: problems and prospects. Collection of works based on the materials of the International Scientific and Practical Conference, within the framework of the XVIII International Agro-Industrial Exhibition "Agrouniversal - 2016"]. Stavropol: Izd-vo "Agrus", 2016. Pp. 252-256. (In Russ.). EDN: WBHSPV

11. Batyrov V.I., Bolotokov A.L., Ashabokov Kh.Kh. Patterns of changes in the pressure of the beginning of the lifting needle of the YaMZ diesel injector nozzle. Current directions of scientific research of the XXI century: theory and practice. 2015;3(4-1):156-160. (In Russ.). DOI: 10.12737/13912. EDN: UYRJYF

12. Shekikhachev Yu.A., Batyrov V.I., Kardanov Kh.B. Results of experimental studies of injector nozzles for automobile and tractor diesel engines. AgroEkoInfo. 2018;2(32):59. (In Russ.)

13. Batyrov V.I., Kardanov Kh.B. Determination of the limit state and classification of failures of the diesel injector nozzle. Nauchnoye obespecheniye innovatsionnogo razvitiya agropromyshlennogo kompleksa regionov RF: sb. nauch. tr. po materialam Mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii [Scientific support of innovative development of the agro-industrial complex of regions of the Russian Federation: collection of scientific papers based on the materials of the International Scientific and Practical Conference]. Lesnikovo: Kurganskaya GSKHA, 2018. Pp. 307-310. (In Russ.). EDN: YROMRQ

14. Shekikhachev Yu.A., Batyrov V.I., Kardanov Kh.B. Study of the limiting state of the injector nozzle of automobile and tractor diesel engines. AgroEkoInfo. 2018;2(32):48. (In Russ.)

Сведения об авторах

Апажев Аслан Каральбиевич - доктор технических наук, доцент, профессор кафедры технической механики и физики, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Кабардино-Балкарский государственный аграрный университет имени В. М. Кокова», SPIN-код: 1530-1950, Scopus ID: 57195587959, Researcher ID: H-4436-2016

Шогенов Юрий Хасанович - доктор технических наук, академик РАН, профессор, заведующий сектором механизации, электрификации и автоматизации Отдела сельскохозяйственных наук, Федеральное государственное бюджетное учреждение «Российская академия наук» (РАН), SPIN-код: 7335-0970, Scopus ID: 57221207970, Researcher ID: AAR-1140-2020

Шекихачев Юрий Ахметханович - доктор технических наук, профессор, профессор кафедры технической механики и физики, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Кабардино-Балкарский государственный аграрный университет имени В. М. Кокова», SPIN-код: 4107-1360, Scopus ID: 57205029899, Researcher ID: AAE-3244-2019

Батыров Владимир Исмелович — кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры агроинженерии, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Кабардино-Балкарский государственный аграрный университет имени В.М. Кокова», SPIN-код: 1074-2232, Scopus ID: 57214136440

Information about the authors

Asian K. Apazhev - Doctor of Technical Sciences, Associate Professor, Professor of the Department of Technical Mechanics and Physics, Kabardino-Balkarian State Agrarian University named after V.M. Kokov, SPIN-Kog: 1530-1950, Scopus ID: 57195587959, Researcher ID: H-4436-2016

Yuri Kh. Shogenov - Doctor of Technical Sciences, Academician of the Russian Academy of Sciences, Professor, Head of the Sector of Mechanization, Electrification and Automation of the Department of Agricultural Sciences, Russian Academy of Sciences (RAS), SPIN-code: 7335-0970, Scopus ID: 57221207970, Researcher ID: AAR-1140-2020

Yuri A. Shekikhachev - Doctor of Technical Sciences, Professor, Professor of the Department of Technical Mechanics and Physics, Kabardino-Balkarian State Agrarian University named after V.M. Kokov, SPIN-Kog: 4107-1360, Scopus ID: 57205029899, Researcher ID: AAE-3244-2019

Vladimir I. Batyrov - Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, Associate Professor of the Department of Technical Maintenance and Repair of Machines in the Agroindustrial Complex, Kabardino-Balkarian State Agrarian University named after V.M. Kokov, SPIN: 1074-2232, Scopus ID: 57214136440

Авторский вклад. Все авторы принимали непосредственное участие в планировании, выполнении и анализе данного исследования. Все авторы настоящей статьи ознакомились и одобрили представленный окончательный вариант.

Author's contribution. All authors were directly involved into the planning, execution and analysis of this study. All authors of this article have read and approved the submitted final version.

Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Conflict of interest. The authors declare no conflict of interest.

Статья поступила в редакцию 02.07.2024; одобрена после рецензирования 22.07.2024; принята к публикации 31.07.2024.

The article was submitted 02.07.2024; approved after reviewing 22.07.2024; accepted for publication 31.07.2024.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.