Оценка топливной аппаратуры различных типов с точки зрения организации управления процессом топливоподачи
Представленные экспериментальные данные по исследуемому дизелю также не позволяют выявить значительных преимуществ той или иной системы топливоподачи. Так, эмиссии оксидов азота при использовании трех рассматриваемых систем топливоподачи являются сопоставимыми. Дымность ОГ Кх в зоне наибольших выбросов сажи для систем с рядным ТНВД и системой Common Rail примерно одинакова. Снижение дымности ОГ и улучшение экономичности дизеля, оснащенного насос-форсунками, сравнительно невелико и, по-видимому, достигнуто за счет уменьшения диаметра сопловых каналов распылителя (с dр =0,21 мм до dр =0,19 мм). При использовании рядного ТНВД и системы Common Rail разница удельных эффективных расходов топлива не превышает 4 г/(кВт-ч).
Еще одним требованием, предъявляемым к системам топливоподачи дизелей, является возможность оптимизации характеристик топливоподачи на различных режимах работы. Поэтому большинство современных систем топливоподачи оборудуются электронными регуляторами топливоподачи. Несмотря на очевидные преимущества электронных систем управления топливоподачей, продолжается выпуск и эксплуатация механических и гидромеханических регуляторов, а также электромеханических САУ, включающих электронный и дублирующий его механический регуляторы. Как отмечено выше, применение таких регуляторов обусловлено их высокой надежностью, простотой обслуживания в эксплуатации и, как правило, их меньшей стоимостью.
Анализ преимуществ и недостатков различной ТПА с точки зрения возможностей управления процессом топливоподачи проведен фирмой Caterpillar (США). Системы топливоподачи различных типов оценивались по следующим критериям: по возможности независимого от режима работы дизеля и других факторов управления законом подачи топлива, началом впрыскивания, его давлением, а также по возможности управления минимальной ЦПТ. При этом использовалась трехбальная шкала оценки (максимальная оценка - 3 балла, минимальная -0 баллов). Затем определялась сумма баллов. Можно отметить, что гибкое управление законом подачи топлива (в том числе обеспечение двухстадийного впрыскивания) осуществляется в системе Common Rail и в системах топливоподачи с форсунками и насос-форсунками с электронным управлением. Но при этом следует отметить, что оценка фирмой Caterpillar систем топливоподачи с ТНВД по этому критерию не совсем корректна (выставлены нули), поскольку применение в них двухпружинных форсунок также позволяет получить двух-стадийное впрыскивание.
Возможность независимого управления началом топливоподачи (УОВТ) имеется во всех рассматриваемых системах при их оснащении электронными регуляторами.
Повышение давления впрыскивания обычно достигается путем увеличения диаметра плунжера ТНВД или насос-форсунки. Это часто приводит к сложностям подачи малых доз топлива на режимах холостого хода. Поэтому важным критерием оценки ТПА является обеспечение подачи минимальной управляемой дозы топлива.
Наибольшими преимуществами в соответствии с представленной методикой оценки ТПА обладают система Common Rail и система топливоподачи с насос-форсунками с электрогидравлическим управлением. Нисколько не уступает им система с насос-форсунками с электронным управлением. Близкие показатели имеет топливная аппаратура с ТНВД и электронным управлением. Наименее перспективны системы с ТНВД и с насос-форсунками с механическим управлением процессом топливоподачи. Несмотря на некоторый субъективизм приведенного анализа, он позволяет выявить тенденции дальнейшего совершенствования топливной аппаратуры транспортных и автотракторных дизелей.