Вплив конструктивних параметрів системи впорскування палива common rail на характеристики паливоподачі двигунів RT-Flex

##plugins.themes.bootstrap3.article.main##

Е.М. Половинка
І.М. Табулінський

Аннотация

Компонування систем паливоподачі дизелів полягає, насамперед, у виборі конструктивних параметрів основних функціональних елементів. Розуміння ролі цих факторів необхідне також для ефективної експлуатації систем паливоподачі та двигуна в цілому. Акумуляторні системи паливоподачі сучасних дизелів RT-Flex типу Common Rail досить широко освітлені в технічній літературі, проте питання впливу конструктивних параметрів на характеристики впорскування палива не приділялося уваги. У цьому дослідженні вивчено вплив конструктивних параметрів основного модуля системи ‒ блоку управління впорскуванням БУВ (Injection Control Unit-ICU) – на процес паливоподачі. Сам блок є пристроєм, що забезпечує роботу дозуючого поршня ДП БУВ (QP-Quantity Piston). Його діаметр dп змінювався в діапазоні 40- 120 мм у процесі імітаційного моделювання із застосуванням програми GT-Power. Розглянуто зміну тиску палива в основних елементах БУВ: буферної pб.п і робочої pр.п порожнинах, а також у форсунці pф. При збільшенні dп з 40 до 120 мм pб.п знижується на 3,3 %, а pр.п у тих же умовах зростає з 465 до 706 бар (на 241 бар або 41 %), pф також зростає: з 383 до 564 бар. Швидкість vп руху ДП дуже чутлива до зміни умов ходу останнього. Навіть мало помітні зміни режиму переміщення ДП призводять до стрибко-подібної зміни vп. Циклова подача палива qц, зі зростанням dп збільшилася з 0,0146 кг до 0,0189 кг на 0,0046 кг (27,4 %).


Умовні позначення:

оПКВ – градуси повороту колінчастого валу; РП БУВ –робоча порожнина БУВ;


БП БУВ – буферна порожнина БУВ; xп     – координата ДП;


vп     – швидкість ДП;


pр.п – тиск у робочій порожнині БУВ; pб.п – тиск у буферній порожнині БУВ;


pф – тиск у форсунці;


dп – діаметр дозуючого поршня; qц – циклова подача палива.


gт– інтенсивність упорскування;


ϕ –кут повороту колінчастого валу.

##plugins.themes.bootstrap3.article.details##

Как цитировать
Половинка, Е., & Табулінський, І. (2024). Вплив конструктивних параметрів системи впорскування палива common rail на характеристики паливоподачі двигунів RT-Flex. Весник Одеского национального морского университета, (73), 126-145. https://doi.org/10.47049/2226-1893-2024-2-126-145
Раздел
Проблеми експлуатації суднового енергетичного обладнання
Биографии авторов

Е.М. Половинка, Національний університет «Одеська морська академія», Одеса, Україна

д.т.н., професор кафедри «Суднові енергетичні установки»

І.М. Табулінський, Національний університет «Одеська морська академія», Одеса, Україна

інженер-механік 1-го розряду, ст. викладач кафедри «Технічна експлуатація флоту»

Литература

1. Lu. X. Fuel design and management for the control of advanced compression-ignition combustion modes/X. Lu, D. Han, Z. Huang // Prog. Energy Combust. Sci, 2011. ‒ 37. ‒ Р. 741-783.
2. Kiplimo R. Effects of spray impingement, injection parameters, and EGR on the combustion and emission characteristics of a PCCI diesel engine / R. Kiplimo, E. Tomita, N. Kawahara, S. Yokobe // Appl. Therm. Eng., 2012. ‒ 37. ‒ Р. 165-175.
3. Noehre C. Characterization of partially premixed combustion/C. Noehre, M. Andersson, B. Johansson, A. Hultqvist //SAE Technical Paper, 2006. ‒ 2006-01-3412. ‒ Р. 19.
4. Benajes J. Performance and engine-out emissions evaluation of the double injection strategy applied to the gasoline partially premixed compression ignition spark assisted combustion concept / J. Benajes, S. Molina, A. García, J. Monsalve-Serrano// Appl. Energy, 2014. ‒ 134. ‒ Р. 90-101.
5. Kokjohn S.L. Fuel reactivity controlled compression ignition (RCCI): a pathway to controlled high-efficiency clean combustion / S.L. Kokjohn, R.M. Hanson, D. Splitter, R. Reitz // Int. J Engine Res., 2011. ‒ 12. ‒ Р. 209-226.
6. Benajes J. Effects of low reactivity fuel characteristics and blending ratio on low load RCCI (reactivity controlled compression ignition) performance and emissions in a heavy-duty diesel engine / J. Benajes, S. Molina, A. García, J. Monsalve-Serrano // Energy, 2015. ‒ 90. ‒ Р. 1261-1271.
7. Kimura S. Ultra-clean combustion technology combining a low-temperature and premixed combustion concept for meeting future emission standards / S. Kimura, O. Aoki, Y. Kitahara, E. Aiyoshizawa // SAE Technical Paper, 2001. ‒ 2001-01-0200. ‒ Р. 16.
8. Kimura S. New combustion concept for ultra-clean and high-efficiency small DI diesel engines/ S. Kimura, O. Aoki, H .Ogawa, S. Muranaka // SAE Technical Paper, 1999. ‒ 1999-01-3681. ‒ Р. 12.
9. Zhang B. Multidisciplinary design optimization of the diesel particulate filter in the composite regeneration process / B. Zhang, E. Jiaqiang, J. Gong, W. Yuan // Appl. Energy, 2016. ‒ 181. ‒ Р. 14-28.
10. Deng Y. Effects of cold start control strategy on cold start performance of the diesel engine based on a comprehensive preheat diesel engine model / Y. Deng, H. Liu, X. Zhao, E. Jiaqiang // Appl Energy, 2018. ‒ 210. ‒ Р. 279-287.
11. Agarwal A.K. Effect of fuel injection timing and pressure on combustion, emissions and performance characteristics of a single cylinder diesel engine / A.K. Agarwal, D.K. Srivastava, A. Dhar, R.K. Maurya //Fuel, 2013. ‒ 111. ‒ Р. 374-383.
12. Wang B. Numerical analysis of deposit effect on nozzle flow and spray cha- racteristics of GDI injectors / B. Wang, Y. Jiang, P. Hutchins, T. Badawy // Appl. Energy, 2017. ‒ 204. ‒ Р. 215-224.
13. Moon S. End-of-injection fuel dribble of multi-hole diesel injector: Comprehensive investigation of phenomenon and discussion on control strategy / S. Moon, W. Huang, Z. Li, J. Wang // Appl. Energy, 2016. ‒ 179. ‒ Р. 7-16.
14. Gentz G.A study of a turbulent jet ignition system fueled with iso-octane: Pressure trace analysis and combustion visualization / G. Gentz, M. Ghola- misheeri, E. Toulson // Appl. Energy, 2017. ‒ 189. ‒ Р. 385-394.
15. Lefebvre A.H. Atomization and sprays/ A.H. Lefebvre, V.G. Mc Donell // CRC press, 2017. ‒ Р. 300.
16. Xu Leilei. Experimental and modeling study of liquid fuel injection and combustion in diesel engines with a common rail injection system / L. Xu, B. Xue-Song, J. Ming, Y. Qian // Applied Energy, 2018. ‒ November. ‒ 64 р.
17. Kangjia Du1. Structural simulation analysis of high pressure common rail pipe / Du Kangjia, Si Qin, Liu Dongdi, Zhou Xiaojun // Vibroengineering procedia. December, 2021. ‒ Vol. 39. ‒ Р. 170-175. ‒ https://www.extrica.com/article/22189/pdf
18. Huiya Gu.Analysis of structure for common-rail Based on AMESim / Gu Huiya, Tang Yan, Jiang Shunwen // Hydraulics Pneumatics and Seal, 2010. ‒ Vol. 4. ‒ Р. 16-18.
19. Kang Yanhong, Liu Xing, Wang Min, and Guo Haizhou / Effect of the outlet oil hole on pressurefluctuation of the high-pressure common-rail system // Internal Combustion Engines, 2015. ‒ Vol. 3. ‒ Р. 1-3.
20. Zilai Luo. Simulation and experiment study ofcommon rail pipe for marine heavy duty diesel engines / Luo Zilai, Chang Hanbao, Zhang Xiaohuai, Liu Boyun // Internal Combustion Engines, 2012. ‒ Vol. 6. ‒ Р. 37-39.
21. Mengmeng Dai. Simulation investigation on effect of pressure fluctuation in highpressure common rail on injection rate, (in Chinese) / Dai Mengmeng, Zhang Yonghui // Design and Manufacture of Diesel Engine, 2013. ‒ Vol. 19, No. 4. ‒ Р. 7-11.
22. Xinjun Wang .Simulation of CR system common – rail pipe / Wang Xinjun and Sun Dagang // Agricultural Equipment and Vehicle Engineering, 2009. ‒ Vol. 2. ‒ Р. 45-47.
23. Liu Feng. Numerical simulation researches on the effects of the common rail parameters for the rail internal pressure field / Feng Liu // Small Internal Combustion Engine and Vehicle Technique, 2014. ‒ Vol. 43, No. 5. ‒ Р. 24-29.
24. Zongzheng Dong. Flow field simulation analysis of high pressure water jet nozzle based on CFD / Dong Zongzheng, Fu Biwei, Guo Can, Xi Yan Qing // Petro and Chemical Equipment, 2016. ‒ Vol. 19, No. 7. ‒ Р. 20-23.