Вплив конструктивних параметрів системи впорскування палива common rail на характеристики паливоподачі двигунів RT-Flex
##plugins.themes.bootstrap3.article.main##
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##
Литература
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.