Russian Federation
Russian Federation
Kazan, Kazan, Russian Federation
Russian Federation
Russian Federation
UDK 62 Инженерное дело. Техника в целом. Транспорт
GRNTI 68.85 Механизация и электрификация сельского хозяйства
The stability of the values of cyclic feeds and the angle of the actual beginning of the fuel supply largely depends on the presence of the injection valve of the fuel pump section and its design features. The valve must reliably separate the discharge line from the pre-plunger space and, within certain limits, ensure the residual pressure in the discharge line between cycles. However, the installation of the valve causes a repeated reflection from the valve of the pressure impulses, that follow from the nozzle and leads to the appearance of additional injections or a sluggish fit of the needle on the sprayer seat. In order to eliminate negative consequences, double-acting injection valves are installed on distribution-type pumps, in which the pressure impulses are extinguished by transferring fuel through an additional non-return valve. The use of double-acting valves with non-return valves on distribution-type pumps ensures reliable unloading of the discharge pipe from the cut-off cavity. One of the main purposes of a non-return valve is to provide the necessary hydraulic density of the coupling pressure valve - non-return valve. Serial pumps are equipped with cross-shaped and round-shaped check valves in cross-section, which are designed to provide the same hydraulic tightness of the coupling pressure valve - non-return valve. In the course of research, the results of which are presented in the work, it was revealed that they have different sealing characteristics. In parallel, the characteristics of a triangular and square check valve in cross section were investigated. As a result of research, it was found that square valves have the best sealing characteristics. In the course of the research, it was also revealed that serial check valves of cruciform and round shapes do not provide their functional interchangeability, since they have different abilities to ensure hydraulic tightness of the interface with the discharge valve - non-return valve. Square-shaped check valves in cross-section are more technological to manufacture.
cut-off cavity, hydraulic density, sealing circle, displacement, residual pressure
Дизели тракторов, автомобилей, самоходных сельскохозяйственных машин эксплуатируют на открытом воздухе при различных температурах и широком диапазоне скоростных и нагрузочных режимов. Поэтому необходимо обеспечивать требуемые экономические показатели не только на номинальном режиме дизелей при нормальных условиях окружающей среды, но и оптимизировать их с учетом различных условий работы дизеля [1], [2], [3], [4].
Параметры процесса топливоподачи (цикловая подача, давление и продолжительность впрыска, угол начала подачи и опережения впрыска топлива) выбирают и оптимизируют при создании дизеля, прежде всего, для нормального режима. На других режимах работы удается только частично оптимизировать параметры впрыска, а именно: цикловую подачу и действительный угол начала подачи топлива. Топливная аппаратура должна обеспечивать изменение цикловых подач в зависимости от скоростного и нагрузочного режимов работы дизеля [5], [6], [7], [8].
Важную роль в обеспечении стабильности величин цикловых подач и угла действительного начала подачи топлива играет нагнетательный клапан секции насоса. Нагнетательный клапан отсоединяет нагнетательный трубопровод от полости отсечки, что предохраняет систему от прорыва газов в полость насоса в случае зависания иглы одной из форсунок. Однако установка клапана вызывает повторное отражение от клапана следующих от форсунки отраженных импульсов давлений и приводит к возникновению дополнительных впрысков или вялой посадке иглы на седло распылителя. Этого недостатка лишены конструкции клапанов двойного действия, в которых гашение импульсов давления осуществляется за счет перепуска топлива через дополнительный обратный клапан. Разгрузка нагнетательного трубопровода, определяющая уровень остаточных давлений, происходит в два этапа: 1) истечение топлива из нагнетательного трубопровода от момента начала посадки клапана до отключения им нагнетательного трубопровода от отсеченной полости; 2) с момента разъединения до конца работы разгрузочного устройства [9], [10], [11].
В клапанах двойного действия объединены прямой клапан, через который топливо поступает в нагнетательный трубопровод, и обратный клапан, через который осуществляется разгрузка нагнетательного трубопровода при подходе к нему отраженной от форсунки импульса давления топлива. Вариант нагнетательного клапана двойного действия является
более простым, он нашел применение в отечественных распределительных насосах типа НД. В клапане насосов НД наибольшее влияние на величину разгрузочного эффекта оказывает давление открытия обратного клапана, а также величина отверстия клапана [12], [13], [14].
Клапанные узлы насосов семейства НД комплектуются обратными клапанами, имеющими в поперечном сечении форму креста или круга (рисунки 1а и 1б). Клапаны отличаются по форме и размерам. Однако эти отличия не учитываются при комплектовании клапанных узлов, так как технические требования на ремонт не регламентируют форму обратного клапана.
Цель и задачи исследований. Клапаны, независимо от формы и размеров, устанавливаются в отверстие седла, имеющего постоянную площадь проходного сечения, что непосредственно создает дополнительные проблемы при послеремонтной регулировке топливного насоса. В частности, возникают сложности при установке параметров цикловой подачи и действительного угла начала подачи топлива секциями насоса. Впоследствии дизели с подобными насосами имеют дымный выхлоп и верхний допустимый предел рабочей температуры. Нами в ремонтной мастерской ООО «Янтиковское РТП», которое специализируется на ремонте насосов НД, выполнен анализ влияния формы и размеров поперечного сечения обратного клапана на регулировочные параметры насоса.
Целью исследований является определение влияния формы и размеров обратного клапана на процесс топливоподачи и выбор оптимального варианта клапанной пары узла нагнетательного клапана. Наряду с серийными формами клапанов дополнительно анализировались клапаны треугольной и квадратной формы (рисунки 1в и 1г).
Условия, материалы и методы исследований. В качестве одного из показателей работоспособности клапанного узла используется его гидроплотность. У клапанных узлов распределительных насосов типа НД она складывается из гидроплотности сопряжений нагнетательный клапан – седло и нагнетательный клапан – обратный клапан.
В работе рассматривается гидроплотность сопряжения нагнетательный клапан – обратный клапан.
1. Grekhov L.V., Ivaschenko N.A, Markov V.A. Toplivnaya apparatura i sistemy upravleniya dizeley. [Fuel equipment and control systems of diesel engines]. - M.: Legion-Avtodata, 2015. - P. 344.
2. Valiev A.R., Dobrokhotov Yu.N., Ivanschikov Yu.V., Vasilev A.O. Improving the accuracy of regulating the capacity of pumping sections of the distributive type fuel pump. [Povyshenie tochnosti regulirovaniya proizvoditelnosti nasosnykh sektsiy toplivnogo nasosa raspredelitelnogo tipa]. // Vestnik Kazanskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. - Herald of Kazan State Agrarian University. - 2019. - №1 (52). - P. 70-75.
3. Kamenev V.F., Pugachev I.O. Domestic diesel engine control systems with battery-type fuel equipment and integrated anti-toxic system. [Otechestvennye sistemy upravleniya dizelnymi dvigatelyami s toplivnoy apparaturoy akkumulyatornogo tipa i kompleksnoy antitoksichnoy sistemoy]. // Transport na alternativnom toplive. - Transport on alternative fuel. 2016. - № 1 (49). - P. 56-62.
4. Lee, S.Y. Effects of injection strategies on the flow and fuel behavior characteristics in port dual injection engine /S.Y. Lee, H.J. Lee, Y.T. Kang, J.T. Chung, // Energy. - 2018. - №165, P. 666-676.
5. Bashirov R.M., Safin F.R., Magafurov R.Zh. Improving the method of regulation of diesel fuel equipment. [Sovershenstvovanie sposoba regulirovaniya toplivnoy apparatury dizeley]. // Vestnik Altayskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. - Herald of Altai State Agrarian University. - 2017. - № 6 (152). - P. 158-163.
6. Dobrokhotov Yu.N., Pushkarenko N.N., Valiev A.R., Ivanschikov Yu.V., Andreev R.V. Kinematic analysis of the intermediate gear node of fuel pumps of distribution type. [Kinematicheskiy analiz uzla promezhutochnoy shesterni toplivnykh nasosov raspredelitelnogo tipa]. // Vestnik Kazanskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. - Herald of Kazan State Agrarian University. - 2019. - №1 (52). - P. 82-87.
7. Mironov E.B., Puzrov N.M. Ensuring the reliability of the fuel equipment of diesel engines of internal combustion of agricultural machinery. [Obespecheniye nadezhnosti toplivnoy apparatury dizelnykh dvigateley vnutrennego sgoraniya selskokhozyaystvennoy tekhniki]. // Mezhdunarodnyy tekhniko-ekonomicheskiy zhurnal. - International Technical and Economic Journal. - 2017. - № 2. - P. 129-132.
8. Lebedevas, S., Rapalis, P., Mickevicienė, R. Research on the energy efficiency indicators of transport diesel engines under transient operation conditions. /S. Lebedevas, P. Rapalis, R. Mickevicienė // Pomorstvo, - 2018. - №32 (2), -P. 228-238.
9. Savastenko A.A., Savastenko E.A., Lepetan L.V., Chum-Barima R. Perspektivy primeneniya klapana regulirovki nachala davleniya v toplivnoy apparature avtotraktornogo dizelya. // AvtoGazoZapravochnyy kompleks + Alternativnoe toplivo. [Prospects for the use of the valve to adjust the start of pressure in the fuel system of an autotractor diesel. // AvtoGas-Refueling Complex + Alternative fuel]. - 2017. - Vol. 16. № 6. - P. 254-256.
10. Makushev Yu.P., Ivanov A.L., Kanya V.A., Voytenkov S.S. Improving the environmental and effective performance of diesel in operation by recycling leaks in fuel equipment. [Uluchshenie ekologicheskikh i effektivnykh pokazateley dizelya v ekspluatatsii putem retsirkulyatsii utechek v toplivnoy apparature]. // Vestnik Sibirskoy gosudarstvennoy avtomobilno-dorozhnoy akademii. - Herald Siberian State Automobile and Highway Academy. 2016. - № 3 (49). P. - 22-30.
11. Bashirov R.M., Safin F.R., Yulberdin R.R. Methods of diagnosing and regulating the fuel equipment of tractor diesel engines in field conditions. [Metodika diagnostirovaniya i regulirovaniya toplivnoy apparatury traktornykh dizeley v polevykh usloviyakh]. // Vestnik Bashkirskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. - Herald of Bashkir State Agrarian University. - 2018. - № 4 (48). - P. 118-123.
12. Gabitov I.I., Negovora A.V. Advanced technologies of maintenance and repair of diesel fuel equipment. [Peredovye tekhnologii tekhnicheskogo obsluzhivaniya i remonta toplivnoy apparatury dizeley]. // Vestnik Bashkirskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. - Herald of Bashkir State Agrarian University. - 2015. - № 3 (35). - P. 40-44.
13. Byshov N.V., Borychev S.N., Yukhin I.A., Uspenskiy I.A. Analysis of diagnostic methods for fuel equipment of autotractor diesel engines and development of a mathematical model of a high-pressure fuel pump. [Analiz metodov diagnostirovaniya toplivnoy apparatury avtotraktornykh dizeley i razrabotka matematicheskoy modeli toplivnogo nasosa vysokogo davleniya]. // Politematicheskiy setevoy elektronnyy nauchnyy zhurnal Kubanskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. - Polytematic network electronic scientific journal of Kuban State Agricultural University. - 2016. - № 123. - P. 169-192.
14. Kumar, A.S. Air and Fuel Flow Interaction in Combustion for Various Injector Locations /A.S. Kumar, T.S. Kumar //IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. - 2018. - №455(1), - 012028.
15. Razdolin M.V. Uplotneniya aviatsionnykh gidravlicheskikh agregatov. [Seals of aviation hydraulic units]. - M.: Mashinostroenie, 1965. - P. 194.
16. Svistula A.E., Kovalenko K.V., Scherbakov D.A. Otsenka utechek topliva v pretsizionnykh sopryazheniyakh toplivnoy apparatury dizelya. // Alternativnye transportnye tekhnologii. [Estimation of fuel leaks in precision interfaces of diesel fuel equipment. // Alternative transport technologies]. - 2018. - Vol. 5. - № 1 (8). - P. 357-361.
17. Chvanov K.G. Modern approaches to the assessment of the technical condition of diesel fuel equipment. [Sovremennyye podkhody k otsenke tekhnicheskogo sostoyaniya dizelnoy toplivnoy apparatury]. // Upravlenie riskami v APK. - Risk management in agriculture. - 2016. - № 7. - P. 13-19.
18. Gorelik G.B. Mathematical modeling of non-stationary motion processes in diesel fuel equipment. [Matematicheskoe modelirovanie nestatsionarnykh protsessov dvizheniya v dizelnoy toplivnoy apparature]. // Dvigatel. - Engine. - 2016. - № 2 (104). - P. 24-26.
