CC BY
4
Вестник Астраханского государственного технического университета.
Серия: Морская техника и технология. 2024. № 2 Vestnik of A strakhan State Teetinical University. Series: Marine engineering and technologies. 2024. N. 2 ISSN 2073-1574 (Print), ISSN 2225-0352 (Online)
СУДОВЫЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ УСТАНОВКИ И МАШИННО-ДВИЖИТЕЛЬНЫЕ КОМПЛЕКСЫ
SHIP POWER PLANTS AND PROPULSION SYSTEMS
Научная статья УДК 629.436.03(031)
https://doi.org/10.24143/2073-1574-2024-2-40-47 EDN NCNNSJ
Оценка нестабильности последовательных впрыскиваний топливной аппаратуры дизелей
Геннадий Бенцианович Горелик, Анатолий Николаевич Соболенкош, Сергей Витальевич Пастухов
Морской государственный университет имени адмирала Г. И. Невельского, Владивосток, Россия, [email protected]
Аннотация. Рассмотрены вопросы неравномерности цикловых подач в последовательных впрыскиваниях дизельной топливной аппаратурой, что напрямую связано с решением проблемы обеспечения качества эксплуатации двигателей различного типа и назначения при работе на режимах малых нагрузок и частот вращения. Отмечена особая важность решения обозначенных проблем с позиций обеспечения топливной экономичности, загрязнения окружающей среды, решения вопросов надежности двигателей и улучшения их эксплуатационных свойств. Выявлены особенности формирования остаточного давления топлива в трубопроводе высокого давления. Произведена оценка периодических колебаний цикловых подач и параметров впрыскивания от цикла к циклу. Выполнено исследование возможных вариантов работы топливной аппаратуры на режимах малых подач топлива. На основании анализа введен критерий оценки нестабильности последовательных циклов впрыскивания для дизельной топливной аппаратуры при ее работе на различных режимах. Путем исследования числовых примеров определены условия нестабильной в последовательных впрыскиваниях различных характерных режимов процессов топливоподачи. Критерий определяет качество работы топливной аппаратуры судовых дизелей и дизель-генераторов в части обеспечения минимально устойчивой частоты вращения холостого хода и возможности обеспечения стабильных пониженных подач топлива. Изменчивость процессов топливоподачи в последовательных подачах является причиной повышенных обменных процессов перетекания электрической мощности при параллельной работе дизель-генераторов переменного тока и снижает эксплуатационные характеристики дизелей различного назначения при работе на частичных режимах. В процессе осуществления опытно-конструкторских работ, научных исследований и при доводке дизелей критерий нестабильности позволяет оценивать качество работы топливной аппаратуры именно на частичных режимах. Особую важность это приобретает для дизелей рыбопромысловых судов, работающих длительно на долевых режимах нагружения и пониженных оборотах холостого хода, а также для двигателей буксирного флота и вспомогательных дизель-генераторных установок всех используемых типов объектов.
Ключевые слова: показатель неустойчивости, остаточное давление, подача топлива, последовательные циклы впрыскивания, топливная аппаратура, качество работы
Для цитирования: Горелик Г. Б., Соболенко А. Н., Пастухов С. В. Оценка нестабильности последовательных впрыскиваний топливной аппаратуры дизелей // Вестник Астраханского государственного технического университета. Серия: Морская техника и технология. 2024. № 2. С. 40-47. https://doi.org/10.24143/2073-1574-2024-2-40-47. EDN NCNNSJ.
© Горелик Г. Б., Соболенко А. Н., Пастухов С. В., 2024
Vestnik of Astrakhan State Technical University. Series: Marine engineering and technologies. 2024. N. 2 ISSN 2073-1574 (Print), ISSN 2225-0352 (Online)
Ship power plants and propulsion systems
Original article o
Estimation of diesel fuel equipment sequential injections instability .
Gennady B. Gorelik, Anatoly N. SobolenkoM, Sergey V. Pastukhov 0
Maritime State University named after admiral G. I. Nevelskoy, k
Vladivostok, Russia, [email protected] a - ,
Abstract. The issues of uneven cyclic feed in sequential injections by diesel fuel equipment are considered, which is a
directly related to solving the problem of ensuring the quality of operation of engines of various types and purposes i|
when operating at low loads and rotational speeds. The special importance of solving these problems from the stand- h
point of ensuring fuel efficiency, environmental pollution, solving issues of engine reliability and improving their op- C
erational properties was noted. The features of the formation of residual fuel pressure in the high-pressure pipeline are .
revealed. The periodic fluctuations of the cyclic feed and injection parameters from cycle to cycle are estimated. A study of possible options for the operation of fuel equipment in low fuel supply modes has been carried out. Based on the analysis, a criterion for evaluating the instability of successive injection cycles for diesel fuel equipment during its operation in various modes has been introduced. By studying numerical examples, the conditions of unstable fuel supply processes in successive injections of various characteristic modes are determined. The criterion determines the quality of the fuel equipment of marine diesel engines and diesel generators in terms of ensuring a minimum stable idle speed and the possibility of ensuring stable reduced fuel supplies. The variability of fuel supply processes in sequential feeds is the cause of increased exchange processes of electric power flow during parallel operation of diesel alternators and reduces the performance characteristics of diesels for various purposes when operating in partial modes. In the process of carrying out development work, scientific research and during the refinement of diesels, the instability criterion allows us to assess the quality of the fuel equipment precisely in partial modes. This is of particular importance for diesel engines of fishing vessels operating for a long time at shared loading modes and low idle speeds, as well as for engines of the tugboat fleet and auxiliary diesel generator sets of all types of facilities used.
Keywords: instability indicator, residual pressure, fuel supply, sequential injection cycles, fuel equipment, quality of operation
For citation: Gorelik G. B., Sobolenko A. N., Pastukhov C. V. Estimation of diesel fuel equipment sequential injections instability. Vestnik of Astrakhan State Technical University. Series: Marine engineering and technologies. 2024;2:40-47. (In Russ.). https://doi.org/10.24143/2073-1574-2024-2-40-47. EDN NCNNSJ.
Введение топливоподачи завершается.
Остаточное давление топлива pocT в трубопро- Безусловно, чередование активности впрыски-
воде высокого давления (ТВД) изменяется в ряде ваний отражается через рабочий процесс двигателя
нескольких последовательных подач, отличаю- на появлении соответствующих добавок к текуще-
щихся друг от друга по величинам давлений, по му крутящему моменту. Опасность представляет
продолжительности подачи и по другим парамет- периодическая составляющая, которая порождает
рам [1-5]. Как только произойдет стабилизация повышение угловой неравномерности вращения
остаточного давления и наступит установившийся коленчатого вала, что негативно отражается на
режим работы топливной аппаратуры (ТА), пара- эффективности работы двигателя. Для дизель-
метры последовательных циклов впрыскивания генераторов переменного тока эта субгармониче-
не будут отличаться друг от друга. На частичных ская составляющая крутящего момента может при-
режимах работы и пониженных частотах вращения водить к резонансу при параллельной работе ди-
коленчатого вала имеют место циклы впрыскива- зель-генераторов с близкой собственной частотой,
ния, отличающиеся друг от друга активностью к частоте периодических чередований активности
подачи. Их называют «активными» и «пассивны- впрыскиваний и в конечном итоге к повышенным
ми» впрыскиваниями. Это связано с колебаниями перетеканиям электрической мощности между аг-
величины остаточного давления в ТВД. Как прави- регатами. Амплитуда таких колебаний может быть
ло, активные и пассивные циклы чередуются пери- опасной для работоспособности объектов и даже
одически. Характер чередования активности пода- недопустимой для условий работы в рядовой экс-
чи может быть в виде незатухающих периодиче- плуатации [6, 7].
ских колебаний, могут иметь место апериодиче- Нестабильная работы ТА также может влиять
ские колебания в последовательных циклах впрыс- на развитие вынужденных крутильных колебаний
кивания, после выравнивания величины остаточ- судовых силовых установок, приводит к усилению
ного давления колебательный характер процессов вибраций, вызывает опасность помпажа центро-
Вестник Астраханского государственного технического университета.
Серия: Морская техника и технология. 2024. № 2 ISSN 2073-1574 (Print), ISSN 2225-0352 (Online)
Судовые энергетические установки и машинно-движительные комплексы
я
ч
с g
>я я я
я
о
Я
бежного компрессора турбонагнетателя [5, 6].
Процессы топливоподачи могут стабилизироваться, однако возможно и чередование активного и пассивного циклов впрыскивания, что определяется так называемыми расходными характеристиками ТА через нагнетательный клапан высокого давления и через форсунку как функцию величины остаточного давления в ТВ Д.
Особенности формирования остаточного давления
Расходные характеристики ТА представляют собой взаимосвязь количества подаваемого топлива через нагнетательный клапан высокого давления Vk = /(Рост) и через форсунку V,!, = /¡(рост) с величиной остаточного давления для каждого установившегося режима работы.
Расходные характеристики возможно снимать на специально оборудованных топливных стендах, что является трудоемким процессом. Можно их вычислять на так называемых математических моделях ТА [2]. Однако чтобы сделать какие-либо выводы о качестве работы ТА с позиции возможных колебательных процессов и оценить ее склонность к подобным видам неустойчивости, необходимо предварительно выполнить весьма большой объем вычислительной работы (сотни расчетов для различных режимов работы и при различных частотах вращения).
Возникает необходимость в создании способа оценки нестабильности последовательных циклов топливоподачи, который однозначно мог бы определять склонность ТА к подобным видам неустойчивой работы. При создании новой ТА и при доводке существующей системы впрыскивания это позволит повысить эффективность опытно-конструкторских работ и ускорить процессы создания прогрессивных конструкций ТА [7-9].
Вблизи точки пересечения расходные характеристики практически линейны. При отклонении режима работы ТА значение установившегося рост меняется. При этом, как правило, остаточное давление на номинальных режимах работы существенно больше нуля. При переходе на режимы, характеризующиеся малыми подачами топлива, оно переходит в область отрицательных значений, при этом нелинейность характеристик возрастает. Как правило, процессы впрыскивания происходят с разрывом сплошности топлива в ТВД. Разрывы сплошности условно определяются значениями отрицательного давления рост. Ранее одним из авторов настоящей статьи был создан экспериментальный стенд, на котором определялись расходные характеристики ТА в области как положитель-
Р v
ДРост =i dp = (1/ aVc )J dV:
(1)
ных, так и отрицательных остаточных давлений в системе высокого давления (СВД), состоящей из геометрических объемов в ТВД и присоединенных объемов со стороны топливного насоса высокого давления и форсунки. Эти же расходные характеристики также были получены и расчетным путем на авторской математической модели ТА для дизелей типа М50. Математическая модель процессов топливоподачи в дизелях была успешно апробирована практически для большинства отечественных систем впрыскивания, в разное время внедрена в специальных конструкторских бюро дизелестро-ения, например завода «Дальдизель», на Алтайском моторном заводе и «Трансмаш» в г. Барнауле, а также в ООО «ЦНИДИ».
Изменение величины остаточного давления топлива в объеме СВД определится по известной формуле [3]:
" ' - А¥
о о
где Дрост - изменение остаточного давления, МПа; а - коэффициент, характеризующий сжимаемость топлива, о. е.; Vc - объем СВД, который состоит из объема в полости штуцера насоса, объема ТВД и объема в полости форсунки, см3; ДV - разница между пришедшим объемом топлива из насоса и объемом, ушедшим через форсунку, см3.
Разрывы сплошности (каверны) заполняются двухфазной средой топливо-пары топлива при давлении насыщенных паров топлива порядка 0,0144 МПа и, как свидетельствуют результаты эксперимента, равномерно распределяются по длине СВД.
Оценка нестабильности колебаний цикловых подач и параметров впрыскивания от цикла к циклу
На рисунке представлены расходные характеристики ТА для трех возможных зон работы (р1, р2, р3). Режим работы в зоне р1 характеризуется параметрами V0, р0. При внесении возмущения в работу ТА в виде, например, скачка остаточного давления Др в предыдущем цикле впрыскивания (см. отрезок 1-1) следующий цикл может состояться при другом остаточном давлении согласно формуле (1); так, будет иметь место позиция 2-2, затем состоится впрыскивание при 3-3 или 6-6, 4-4, 5-5 и т. п. Так и появляются чередования циклов в последовательных впрыскиваниях, протекающие при различных параметрах топливоподачи. Могут быть периодические затухающие колебания циклов, могут иметь место и апериодические впрыскивания, но возможно и возобновление исходного режима функционирования, т. е. стабилизация работы ТА.
Vestnik of Astrakhan State Technical University. Series: Marine engineering and technologies. 2024. N. 2 ISSN 2073-1574 (Print), ISSN 2225-0352 (Online)
Ship power plants and propulsion systems
Оценка нестабильности последовательных подач: Vk = /¡(poct) - взаимосвязь расхода топлива через насос высокого давления и величины остаточного давления; Vф = /2(pocT) - взаимосвязь расхода топлива через форсунку и величины остаточного давления
Assessment of the instability of successive feeds: Vk = / (рост) - the relationship of fuel consumption through a high-pressure pump and the amount of residual pressure; Vф = / (рост) - the relationship of fuel consumption through the nozzle and the amount of residual pressure
Рассмотрим функционирование ТА (см. рис.) в зоне положительных значений Дрост (режимы в точке 1 и точке 2), а затем и в области отрицательных значений рост (режим в точке 3). Для этого воспользуемся формулой (1). Если в результате выполненной подачи топлива система войдет в положение, определяемое остаточным давлением топлива р! (1-1), и по завершении подачи в ТВД поступит топлива меньше, чем будет израсходовано через форсунку, то остаточное давление уменьшится на величину от р! до р2 в соответствии с выражением
Р2 = Pi +
V ( Pi) - Уф( Pi)
a(V + V + Ю"
(2)
где индексами k и ф обозначены объемы топлива, прошедшие через нагнетательный клапан и форсунку прирх соответственно.
При определенных значениях углов а и в осуществится восстановление исходного значения остаточного давлении и произойдет повторение исходного режима в точке 1. В этом случае происходит стабильный от цикла к циклу режим функционирования ТА.
Очевидно, что наклонение расходных характе-
АУф = Aptga = Ap—-ï- ;
Фост
о
0
1 р
ш
р
< р р
И
ристик в точке их пересечения определяет восприимчивость ТА к восстановлению начальных параметров, следовательно, это характеризует неизменность параметров последовательных циклов впрыскивания ТА, что в свою очередь зависит от размеров элементов, параметров топлива и настройки ТА.
Расходные характеристики реально линейны лишь вблизи точки равновесного режима, и поэтому возможны дополнительные впрыскивания вплоть до наступления установившегося режима. Это объясняет изменчивость режима (его чувствительность) при функционировании ТА в последовательных подачах.
Одновременно меняются многие параметры подачи топлива, например продолжительность и угол действительного опережения впрыскивания, цикловая подача и другие величины.
При изменении остаточного давления на величину Др имеет место приращение расходов топлива через нагнетательный клапан и через форсунку с соответствующими знаками:
Вестник Астраханского государственного технического университета.
Серия: Морская техника и технология. 2024. № 2 ISSN 2073-1574 (Print), ISSN 2225-0352 (Online)
Судовые энергетические установки и машинно-движительные комплексы
AVk = Aptg(180 - ß) = -Aptgß = -hp
я
ч
я g
>я я я
я
dVk
Фост
(4)
Следовательно, согласно формулам (2)-(4) изменение рост для следующего цикла впрыскивания может быть определено следующим образом:
APx =
Ap aV
f dV, dV
Фост Фо,
При этом значение Арх является функцией угла 180 + а - в между линиями расходных характеристик ТА:
Apx = >3(180 + а - в).
Установим безразмерный параметр: X = Apx / Ap. Тогда очевидно, что численное значение Х определится величиной угла взаимного пересечения расходных характеристик ТА:
X =
f2( Рост) df1( Рост)
dpo
dpo
1
aV
я О
Для всех режимов функционирования ТА возможно определение значения данного показателя с целью оценки нестабильности впрыскивания от цикла к циклу. Назовем этот показатель критерием нестабильности последовательных циклов впрыскивания. Интерес представляет расходная характеристика через форсунку Уф = /г(р0ст). Для частичных режимов и пониженных частот вращения характерен малый угол наклона этой характеристики. И чем меньше он будет, тем в меньшей степени будет различие процессов топливоподачи по количеству поданного топлива в цилиндр дизеля, а вот параметры цикла впрыскивания будут значительно отличаться. Но небольшая разница в количестве поданного топлива в значительно меньшей степени отразится на величине амплитуды крутящего момента дизеля. Поэтому следует при выборе комплектации ТА обращать внимание на особенности управления впрыскиванием (это будет или гидравлическое управление, или электронное типа Common Rail, или иное).
Анализ возможных вариантов работы топливной аппаратуры на режимах малых подач топлива на числовых примерах
Определим характер ряда процессов топливо-подачи после внесения «возмущения» в установившийся режим работы ТА с параметрами У0 и р0 путем задания в очередном процессе подачи остаточного давления рост = р0 + Ар (процесс 1-1, см. рис.). Например, при значении Х = 1 или когда Арх = АрХ. В следующем цикле впрыскивания в ТВД установится новое значение рост, определяе-
мое по зависимости
Рост = Ро + Ар - Арх = ро + Ар - Ар ■ 1 = ро.
Таким образом, после внесения «возмущения» режим восстанавливается. Следовательно, значение Х = 1 определяет границу стабильной от цикла к циклу работы ТА.
Тогда при значениях Х < 1, например при Х = 0,6, после внесения единичного «возмущения» следующая подача осуществится при остаточном давлении:
рост = ро + Ар - Арх = ро + Ар - АрХ = = ро + Ар - Ар ■ о,6 = ро + о,4 ■ Ар.
Следующая подача осуществится при рост (местоположение 3-3, см. рис.):
рост = ро + о,4 ■ Ар - Арх = ро + о,4 ■ Ар - Ар ■ о,6 = = ро - о,2 ■ Ар.
Таким образом, осуществляется последовательное приближение к установившемуся режиму, характеризующемуся параметрами ро, Уо. После ряда подач процесс стабилизируется. Подобные переходные неустановившиеся режимы работы ТА вызывают появления через рабочий процесс дизеля периодической составляющей крутящего момента, что и приводит к повышению нестабильности частоты вращения коленчатого вала.
Но при Х = 2 после внесения «возмущения» следующая подача осуществится при ро + Ар (позиция 1-1, см. рис.). Очередная подача осуществится при остаточном давлении рост = ро + Ар - Арх = = ро + Ар - Ар ■ 2 = ро - Ар, а дальше повторится режим 1-1 и т. д. Имеют место периодические изменения остаточного давления и соответствующие чередования активных циклов при рост = ро + Ар и пассивных при рост = ро - Ар. Величина активности циклов определится значением Ар и наклоном расходной характеристики форсунки. Это крайне нежелательный режим работы, вызывающий периодическую составляющую крутящего момента на коленчатом вале дизеля.
При условии 1 < Х < 2, например Х = 1,6, после «возмущения» следующая подача осуществится при остаточном давлении:
рост = ро + Ар - Арх = ро + Ар - Ар ■ 1,6 = = ро - о,6 ■ Ар.
Затем состоится цикл при остаточном давлении:
рост = ро - о,6 ■ Ар + Арх = = ро - о,6 ■ Ар + о,6 ■ Ар ■ 1,6 = ро + о,36 ■ Ар.
Далее - при остаточном давлении:
рост = ро + о,36 ■ Ар + Арх = = ро + о,36 ■ Ар - о,36 ■ Ар ■ 1,6 = ро - о,216 ■ Ар.
Vestnik of Astrakhan State Technical University. Series: Marine engineering and technologies. 2024. N. 2 ISSN 2073-1574 (Print), ISSN 2225-0352 (Online)
Ship power plants and propulsion systems
После завершения 6-8 и более подач топлива произойдет восстановление режима до параметров р0 и У0 при затухающих «периодических» колебаниях в следующих друг за другом циклах подач топлива с гашением по амплитуде субгармонической составляющей с частотой для четырехтактно-
г п т
го дизеля / =- 1 ц, где п - частота вращения
240
коленчатого вала двигателя. По сути это субгармоническая частота вращения, близкая по величине к частоте собственных колебаний крутильной схемы, состоящей из двух параллельно работающих дизель-генераторов, причем различной комплектации и типа. Вот почему главной причиной возникающих резонансных явлений для параллельно работающих агрегатов являются периодические колебания процессов впрыскивания в дизельной ТА. И здесь очень важно уметь оценивать качество функционирования ТА в последовательных циклах подачи критерию Х.
Но при работе на режиме, при котором значения Х > 2 (Дрх = ДрХ, например при Х = 3), после внесения «возмущения» следующий цикл будет иметь место при остаточном давлении (позиция 6-6, см. рис.):
Рост = Ро + Др - Дрх = Ро + Др - Др ■ 3 = ро - 2 ■ Др.
Впрыск в третьем цикле состоится при остаточном давлении:
рост = ро - 2 ■ Др + Дрх = ро - 2 ■ Др + 2 ■ Др ■ 3 = = ро + 4 ■ Др.
Следующий цикл состоится при остаточном давлении:
рост = ро + 4 ■ Др - Дрх = ро + 4 ■ Др - 4 ■ Др ■ 3 = = р о - 8 ■ Др.
Эти варианты работы ТА имеют место в дизель-генераторах на частичных режимах работы, а также у главных судовых двигателей на долевых нагрузках.
Таким образом, в случае, когда критерий Х > 2, имеют место расходящиеся периодические колебания давления в ТВД в последовательных циклах впрыскивания, приводящие вплоть до чередующихся от цикла к циклу пропусков подачи.
В результате выполненного анализа установлены следующие границы возможного осуществления процессов топливоподачи в последовательных впрыскиваниях по значениям критерия Х:
- при значениях критерия о < Х < 1 - зона апериодических затухающих колебаний процессов топливоподачи в последовательных впрыскиваниях;
- при значении критерия Х = 1 - зона стабильного от цикла к циклу впрыскивания;
- при значениях критерия 1 < Х < 2 - зона ко- о лебательно затухающих от цикла к циклу впрыс- £1 киваниях топлива; ^
- при значении критерия Х = 2 - зона периоди- ш ческих колебаний от цикла к циклу процессов топ- о ливоподачи (чередование активного и пассивного 1 впрыскивания); к
- при значении критерия Х > 2 - зона расходя- ^ щихся от цикла к циклу впрыскиваний вплоть до . пропуска подачи через цикл или через два цикла. а
При пропуске впрыскивания через раз при ра- к
боте четырехтактного дизеля частота колебаний на °
коленчатом вале равна п / 24о Гц, а при пропуске р
впрыскивания в двух последовательных циклах .
наблюдается частота колебаний, равная п / 3бо Гц £
(это подтверждено результатами исследований, §
проведенных на дизель-генераторах ДГР 1оо/75о §'
и ДГР 15о/75о на заводе «Дальдизель», а также на й
главных судовых дизелях типа 6 ЧНСП 18/22). Ц1
Наибольший практический интерес представ- й
ляют колебания с частотой п / 24о Гц [4]. Именно 1
чередующиеся последовательные впрыскивания >§
топливоподачи на долевых режимах и холостом 1
ходу приводят к повышенным перетеканиям элек- §
трической мощности между работающими в па- Л
раллель дизель-генераторами [1о, 11]. Комплекс- П
ные исследования, выполненные с участием авто- 1
ров, позволили выявить природу нестабильной е
работы ТА и дизелей. о
Для привода дизель-генераторов предлагается ^
вернуться к практике применения двухтактных §
дизелей, у которых возмущающая частота выше 1
в два раза и составляет величину п / 12о Гц и кото- у рая не может вызывать резонансные явления в параллельно работающих агрегатах. Возможно применение двухтактных дизелей для привода электрических генераторов переменного тока в диапазоне мощностей в пределах от 5о до 3оо кВт.
Следует отметить, что предлагаемая методика оценки нестабильности подачи дизельной ТА в последовательных циклах впрыскивания приемлема для разных видов топлива, применяемых в настоящее время для судовых дизелей, - от дизельного до низкосернистого мазута ULSFO.
Выводы
1. Выявлена физическая природа нестабильной работы ТА в последовательных циклах впрыскивания и предложен критерий ее оценки.
2. Определены характерные диапазоны качества работы дизелей по величине критерия Х.
3. При проектировании, доводке и модернизации ТА дизелей различного типа важное значение имеет оценка нестабильности последовательных циклов ТА с позиции обеспечения качества функционирования двигателя.
Вестник Астраханского государственного технического университета.
Серия: Морская техника и технология. 2024. № 2 ISSN 2073-1574 (Print), ISSN 2225-0352 (Online)
Судовые энергетические установки и машинно-движительные комплексы
я
ч
с
g
«
я я
И
4. Следует отметить важность величины наклона расходной характеристики форсунки. Это позволяет определить количественную сторону нестабильности процессов впрыскивания в последовательных циклах. При значениях угла наклона расходной характеристики форсунки, близких к нулю, фазы и продолжительность подачи, а также подача топлива за цикл изменяются незначительно.
5. Эффект от периодической цикловой нестабильности ТА и разнобой последовательных циклов выражаются в различной продолжительности впрыскивания, в уровнях давлений топлива, величинах подъема иглы распылителя и т. п. Это существенно влияет на рабочий процесс дизеля и на величину нестабильности частоты вращения, которая регламентируется согласно ГОСТу.
6. Применение предложенного критерия оценки нестабильности впрыскивания в ТА дизелей дает возможность в процессе доводки дизеля решить
проблему взаимоперетекания электрической мощности при параллельной работе дизель-электрических агрегатов переменного тока.
7. Использование приведенных материалов позволяет решить актуальную задачу дизелестрое-ния в части повышения качества работы судовых дизелей посредством обеспечения устойчивых минимальных оборотов холостого хода и под малой нагрузкой. При этом возможно снижение минимально устойчивых оборотов с расширением рабочего диапазона дизелей при экономии топлива и ресурса дизеля.
8. Наиболее эффективно применение вышеприведенного материала при исследовании ТА на стадии проектирования на базе компьютерного математического моделирования различных конструктивных вариантов создаваемой системы топливо-подачи, что позволит улучшить качество функционирования ТА и дизелей.
Список источников
а О
1. Астахов И. В., Трусов В. И., Хачиян А. С. и др. Подача и распыливание топлива в дизелях. М.: Машиностроение, 1972. 359 с.
2. Астахов И. В., Голубков Л. Н. Влияние на процесс впрыска топлива остаточного разрежения в топливной системе дизеля // Автомобил. пром-сть. 1968. № 5. С. 9-12.
3. Горелик Г. Б., Дьяченко Н. Х., Пугачев Б. П. Разработка уточненной математической модели топливов-прыскивающей аппаратуры дизелей // Тр. Ленингр. политехи. ин-та. Энергомашиностроение. 1968. № 297. С. Ю7-Ю9.
4. Горелик Г. Б., Пугачев Б. П. Стабильность последовательных циклов подачи топлива закрытыми форсунками при частичных режимах работы двигателей // Тр. Ленингр. политехн. ин-та. Энергомашиностроение. 1969. № 31о. С. 77-79.
5. Горелик Г. Б., Дьяченко Н. Х., Магидович Л. Е., Пугачев Б. П. Работа топливоподающей аппаратуры дизелей при частичных и переходных режимах // Тр. Ленингр. политехн. ин-та. Энергомашиностроение. 1969. № 316. С. 57-64.
6. Крутов В. И., Комаров Г. А. Влияние конструктивных параметров топливоподающей аппаратуры на ее динамические свойства // Изв. высш. учеб. заведений.
Машиностроение. № 9. 1975. С. 1оо-Ю4.
7. Балакин В. И., Еремеев А. Ф., Семенов Б. Н. Топливная аппаратура быстроходных дизелей. Л.: Машиностроение, 1967. 3оо с.
8. Конкс Г. А., Лашко В. А. Мировое судовое дизе-лестроение. Концепция конструирования, анализ международного опыта: учеб. пособие. М.: Машиностроение, 2оо5. 512 с.
9. Горелик Г. Б., Соколов В. В. Влияние регулировки насоса высокого давления дизелей АМЗ на характеристику топливоподачи и параметры впрыска // Тр. Центр. науч.-исслед. и конструктор. ин-та. 1969. Вып. 69. С. 24-27.
10. Горелик Г. Б. Перспективы развития топливной аппаратуры дизелей и задачи по ее усовершенствованию // Научное обеспечение технического и социального развития Дальневосточного региона: сб. науч. ст. к 6о-летию Тихоокеан. гос. ун-та. Хабаровск: Изд-во ТОГУ, 2о18. 6 с.
11. Горелик Г. Б., Магидович Л. Е., Пугачев Б. П. Экспериментальное исследование остаточного давления и его влияния на процесс топливоподачи // Тр. Науч.-исслед. ин-та информ. по тяжел. энергет. и трансп. машиностроению. Двигатели внутреннего сгорания. 1969. № 4. С. 36-37.
References
1. Astakhov I. V., Trusov V. I., Khachiian A. S. i dr. Podacha i raspylivanie topliva v dizeliakh [Fuel supply and spraying in diesel engines]. Moscow, Mashinostroenie Publ., 1972. 359 p.
2. Astakhov I. V., Golubkov L. N. Vliianie na protsess vpryska topliva ostatochnogo razrezheniia v toplivnoi sisteme dizelia [The effect of residual dilution in the diesel fuel system on the fuel injection process]. Avtomobil'naia promyshlennost', 1968, no. 5, pp. 9-12.
3. Gorelik G. B., D'iachenko N. Kh., Pugachev B. P. Razrabotka utochnennoi matematicheskoi modeli top-
livovpryskivaiushchei apparatury dizelei [Development of a refined mathematical model of diesel fuel injection equipment]. Trudy Leningradskogopolitekhnicheskogo insti-tuta. Energomashinostroenie, 1968, no. 297, pp. 107-109.
4. Gorelik G. B., Pugachev B. P. Stabil'nost' posledovatel'nykh tsiklov podachi topliva zakrytymi for-sunkami pri chastichnykh rezhimakh raboty dvigatelei [Stability of successive fuel supply cycles with closed injectors in partial engine operating modes]. Trudy Leningradskogo politekhnicheskogo instituta. Energomashinostroenie, 1969, no. 310, pp. 77-79.
Vestnik of Astrakhan State Technical University. Series: Marine engineering and technologies. 2024. N. 2 ISSN 2073-1574 (Print), ISSN 2225-0352 (Online)
_Ship power plants and propulsion systems
5. Gorelik G. B., D'iachenko N. Kh., Magidovich L. E., Pugachev B. P. Rabota toplivopodaiushchei apparatury dizelei pri chastichnykh i perekhodnykh rezhimakh [Operation of diesel fuel supply equipment in partial and transient modes]. Trudy Leningradskogopolitekhnicheskogo instituta. Energomashinostroenie, 1969, no. 316, pp. 57-64.
6. Krutov V. I., Komarov G. A. Vliianie konstruk-tivnykh parametrov toplivopodaiushchei apparatury na ee dinamicheskie svoistva [The influence of the design parameters of the fuel supply equipment on its dynamic properties]. Izvestiia vysshikh uchebnykh zavedenii. Mashinostroenie, no. 9, 1975, pp. 100-104.
7. Balakin V. I., Eremeev A. F., Semenov B. N. Topliv-naia apparatura bystrokhodnykh dizelei [Fuel equipment for high-speed diesels]. Leningrad, Mashinostroenie Publ., 1967. 300 p.
8. Konks G. A., Lashko V. A. Mirovoe sudovoe dizelestroenie. Kontseptsiia konstruirovaniia, analiz mezhdu-narodnogo opyta: uchebnoe posobie [Global marine diesel engineering. Design concept, analysis of international experience: a textbook]. Moscow, Mashinostroenie Publ., 2005. 512 p.
9. Gorelik G. B., Sokolov V. V. Vliianie regulirovki nasosa vysokogo davleniia dizelei AMZ na kharakteristiku toplivopodachi i parametry vpryska [The effect of adjusting the high-pressure pump of AMZ diesels on the fuel supply characteristics and injection parameters]. Trudy Tsen-tral'nogo nauchno-issledovatel'skogo i konstruktorskogo instituta, 1969, iss. 69, pp. 24-27.
10. Gorelik G. B. Perspektivy razvitiia toplivnoi apparatury dizelei i zadachi po ee usovershenstvovaniiu [Prospects for the development of diesel fuel equipment and tasks for its improvement]. Nauchnoe obespechenie tekhnicheskogo i sot-sial'nogo razvitiia Dal'nevostochnogo regiona: sbornik nauchnykh statei k 60-letiiu Tikhookeanskogo gosudarstven-nogo universiteta. Khabarovsk, Izd-vo TOGU, 2018. 6 p.
11. Gorelik G. B., Magidovich L. E., Pugachev B. P. Ek-sperimental'noe issledovanie ostatochnogo davleniia i ego vliianiia na protsess toplivopodachi [Experimental study of residual pressure and its effect on the fuel supply process]. Trudy Nauchno-issledovatel'skogo instituta informatsii po tiazhelomu energeticheskomu i transportnomu mashi-nostroeniiu. Dvigateli vnutrennego sgoraniia, 1969, no. 4, pp. 36-37.
О
0
1 B
N
< M
Статья поступила в редакцию 24.01.2024; одобрена после рецензирования 05.03.2024; принята к публикации 29.03.2024 The article was submitted 24.01.2024; approved after reviewing 05.03.2024; accepted for publication 29.03.2024
Информация об авторах I Information about the authors
Геннадий Бенцианович Горелик - доктор технических наук, профессор; старший научный сотрудник учебно-научной лаборатории междисциплинарных прикладных исследований транспортных систем управления и инновационной деятельности; Морской государственный университет имени адмирала Г. И. Невельского; [email protected]
Gennady B. Gorelik - Doctor of Technical Sciences, Professor; Senior Researcher of the Educational and Scientific Laboratory of Interdisciplinary Applied Research of Transport Management Systems and Innovation Activity; Maritime State University named after admiral G. I. Nevelskoy; ggorelik@mail. ru
Анатолий Николаевич Соболенко - доктор технических наук, профессор; профессор кафедры судовых двигателей внутреннего сгорания; Морской государственный университет имени адмирала Г. И. Невельского; [email protected]
Anatoly N. Sobolenko - Doctor of Technical Sciences, Professor; Professor of the Department of Marine Internal Combustion Engines; Maritime State University named after admiral G. I. Nevelskoy; [email protected]
Сергей Витальевич Пастухов - аспирант кафедры судовых двигателей внутреннего сгорания; Морской государственный университет имени адмирала Г. И. Невельского; [email protected]
Sergey V. Pastukhov - Postgraduate Student of the Department of Marine Internal Combustion Engines; Maritime State University named after admiral G. I. Nevelskoy; [email protected]
