Разработка метода количественного оценивания параметров технического состояния форсунок тепловозных дизелей в условиях ремонтного производства (стр. 4 )

Для всех участков оптимизации использовался модифицированный (с ограничениями) метод Хука-Дживса.

Программная реализация предложенного метода идентификации ТС форсунок выполнена в среде Delphi7. Разработанный комплекс является универсальным для решения разнообразных задач отвечающих постановке в форме структурной схемы (рис.1).

В качестве иллюстрации количественного оценивания отклонений в работе форсунки приведены результаты идентификации ТС форсунок тепловозных дизелей 10Д100 (10ДН25,4х2/20,7) и Д49 (16ЧН26/26) для наиболее характерной в условиях эксплуатации неисправности: уменьшение диаметра сопловых отверстий соплового наконечника в следствии закоксовывания. Для моделирования данного дефекта у испытуемых форсунок были забиты 1 и 3 сопловых отверстия форсунок дизелей типа 10Д100 и Д49 соответственно.

Испытуемые форсунки предварительно проверялись в соответствии с требованиями нормативной документации на опрессовочном стенде по общепринятой методике. Давление впрыска составило порядка 21,3 МПа и 32,15 МПа для форсунок дизелей 10Д100 и Д49 соответственно. Наблюдаемый распыл топлива был туманообразным с характерным резким звуком отсечки. Проверка герметичности запорного конуса и плотности прецизионной пары распылителя показала удовлетворительные результаты.

Как показано на рис. 7, использование чертежных размеров для модели дает выход, заметно отличающийся от экспериментальной осциллограммы. После завершения процедуры идентификации получено практически полное совпадение выхода объекта (эксперимент) и выхода модели (результат идентификации). Представленные в табл.1 найденные значения искомых параметров хорошо согласуются с их действительными значениями.

Рис.7. Пример оценивания параметров ТС форсунки дизеля 10Д100

Таблица 1

Пример оценивания параметров форсунок дизелей типа 10Д100 и Д49 при имитации дефекта закоксовывание сопловых отверстий

Параметр ТС	10Д100	Д49
Действительное значение	Найденное при идентификации	Действительное значение	Найденное при идентификации
dи, мкм	-	3,78	-	3,04
zmax, мм	0,45	0,46	0,75	0,74
dс, мм	0,46	0,458	0,32	0,336
jи, Н/мм	140	135,6	365	358,4

Таким образом, наибольшее расхождение между действительными и найденными при идентификации значениями параметров составило порядка 5%.

В качестве примера идентификации ТС форсунки одновременно с несколькими неисправностями рассматривалась комбинация двух дефектов: уменьшение диаметра сопловых отверстий и увеличение хода иглы форсунки. Эти дефекты были преднамеренно внесены для форсунок дизелей 10Д100 и Д49. После проведения процедуры идентификации (рис.8) получены оценки близкие к действительно имеющим место (табл.2).

Рис.8. Пример оценивания параметров ТС форсунки дизеля Д49

Таблица 2

Пример оценивания параметров форсунок дизелей типа 10Д100 и Д49 при одновременной имитации двух дефектов: закоксовывание сопловых отверстий и увеличение хода иглы форсунки

Параметр ТС	10Д100	Д49
Действительное значение	Найденное при идентификации	Действительное значение	Найденное при идентификации
dи, мкм	-	3,29	-	3,23
zmax, мм	0,7	0,68	0,85	0,87
dс, мм	0,46	0,45	0,32	0,33
jи, Н/мм	140	137	365	355

При этом действительные и найденные при идентификации значения искомых параметров различаются между собой не более чем на 3,2%.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ:

1.  Разработан метод оценивания параметров ТС форсунок дизелей, основанный на использовании теории идентификации. Метод позволяет осуществить количественную оценку семи параметров, среди которых такие важнейшие характеристики форсунки как диаметр сопловых отверстий, ход иглы до ограничителя, жесткость пружины и др.

2.  Предложена методика расчета гидравлических сил, действующих на клапан ТНВД и иглу форсунки, использующая результаты расчетного эксперимента с применением приложения CosmosFloWorks.

3.  Разработана математическая модель процесса впрыскивания топлива в условиях стендовых испытаний, описывающая с достаточной для поставленной цели точностью гидродинамические процессы в стенде.

4.  Выполнена модернизация опрессовочного стенда типа А106, отличающаяся простотой доработки штатной конструкции, которая позволяет применять предложенный метод оценивания параметров ТС форсунок в условиях ремонтных подразделений. Предложенный метод не увеличивает трудоемкость процесса испытаний и не требует от обслуживающего персонала дополнительных действий.

5.  Разработан комплекс программ для практической реализации метода оценивания параметров ТС форсунок, который может быть применен для решения других подобных задач.

6.  Предложенный метод оценивания параметров ТС форсунок был опробован на форсунках тепловозных дизелей типа 10Д100 и Д49 и подтвердил адекватность предложенных решений.

По материалам диссертации опубликованы следующие работы:

1.  Коньков,  расчет сил, действующих на клапан топливного насоса высокого давления / , // Вестник Ростовского государственного университета путей сообщения. – 2009. – №1. – С. 51-55.

2.  Коньков,  оценивание износов и разрегулировок тепловозного дизеля по данным индицирования рабочих процессов / , , // Вестник Самарского государственного университета путей сообщения. – 2009. – Вып. 5(17). – С. 96-103.

3.  Кочерга, -экспериментальное исследование гидравлической плотности плунжерной пары ТНВД тепловозного дизеля / // Научно-технические проблемы транспорта, промышленности и образования: тезисы докладов 64-й региональной студенческой научной конференции (Хабаровск, 1 марта 2006 г.): в 2 т. – Хабаровск: Изд-во ДВГУПС, 2006. – Т.1. ­ С. 9.

4.  Кочерга,  задачи идентификации технического состояния форсунки дизеля в форме оптимизационной задачи / , // Научно-техническое и экономическое сотрудничество стран АТР в XXI веке: труды Пятой Международной научной конференции творческой молодежи (Хабаровск 17-19 апреля 2007 г.): в 6 т. / Под общ. ред. . – Хабаровск: Изд-во ДВГУПС, 2007. – Т.2. ­ С. 76-81.

5.  Коньков,  гидравлической плотности плунжерной пары тепловозного дизеля 10Д100 / , // Актуальные проблемы создания, проектирования и эксплуатации современных двигателей внутреннего сгорания : сб. науч. тр. / Под ред. . – Хабаровск: Изд-во Тихоокеан. гос. ун-та, 2007. – Вып. 4. – С. 198-207.

6.  Кочерга,  хода плунжера до геометрического начала нагнетания в условиях эксплуатации / , // Вестник института тяги и подвижного состава: труды 45-й Международной научно-практической конференции ученых транспортных вузов, инженерных работников и представителей академической науки (Хабаровск, 7-9 ноября 2007 г.) / Под ред. и . – Хабаровск: Изд-во ДВГУПС, 2007. – Вып. 4. – С. 83-88.

7.  Коньков,  гидродинамического расчета топливной аппаратуры дизеля с применением метода конечных объемов / , // Улучшение эксплуатационных показателей автомобилей, тракторов и двигателей: Сб. науч. тр. междунар. науч.-техн. конф. СПб., 2008. – С. 24-35.

8.  Кочерга,  исследование силы, действующей на клапан топливного насоса высокого давления дизеля Д49 / , , // Научно-технические проблемы транспорта, промышленности и образования: Труды Всероссийской научной конференции (Хабаровск, 22-24 апреля 2008 г.): в 6 т. / Под общ. ред. . – Хабаровск: Изд-во ДВГУПС, 2008. – Т. 1. – С. 54-58.

9.  Коньков,  расчетного исследования течения топлива в проточной части насоса высокого давления дизеля Д49 / , , // Актуальные проблемы развития и эксплуатации поршневых двигателей в транспортном комплексе Азиатско-Тихоокеанского региона: материалы Международной научно-технической конференции «Двига» (Хабаровск, 15-19 сентября 2008 г.) / Под ред. . – Хабаровск: Изд-во Тихоокеан. гос. ун-та, 2008. – С. 221-228.

10.  Кочерга,  оценивания технического состояния форсунок дизелей / // Наука – Хабаровскому краю: материалы XI краевого конкурса молодых ученых. – Хабаровск: Изд-во Тихоокеан. гос. ун-та, 2009. – С. 43-55.

11.  Кочерга,  оснащение системы диагностирования форсунок тепловозного дизеля при стендовых испытаниях в условиях депо / , // Научно-техническое и экономическое сотрудничество стран АТР в XXI веке: материалы Всероссийской научно-практической конференции с международным участием (Хабаровск, 22-24 апреля 2009 г.) в 6 т. / Под ред. . – Хабаровск: Изд-во ДВГУПС, 2009. – Т. 1. – С. 13-16.

12.  Кочерга,  оценивания износов и разрегулировок форсунки дизеля по результатам осциллографирования процессов на опрессовочном стенде / , // Вестник Института тяги и подвижного состава: межвуз. сб. науч. тр. / Под ред. и . – Хабаровск: Изд-во ДВГУПС, 2009. – Вып. 6. – С. 36-38.