Материал: 2418
Номер |
Подъем |
|
|
Давление |
Подача |
Суммарная |
участка |
µF, мм |
2 |
топлива |
подача |
||
подъема |
иглы, мм |
|
топлива, |
в мм3 |
топлива, |
|
иглы |
|
|
|
МПа |
за 10 |
мм3 |
0 |
0,0 |
0,0 |
|
25 |
0,0 |
0,0 |
0-1 |
0,05 |
0,1 |
|
26 |
3,6 |
3,6 |
1-2 |
0,15 |
0,23 |
|
30 |
8,6 |
12,2 |
2-3 |
0,25 |
0,25 |
|
45 |
11,4 |
23,6 |
3-4 |
0,25 |
0,25 |
|
58 |
13 |
36,6 |
4-5 |
0,25 |
0,25 |
|
67 |
14 |
50,6 |
5-6 |
0,25 |
0,25 |
|
67 |
14 |
64,6 |
6-7 |
0,25 |
0,25 |
|
57 |
13 |
77.6 |
7-8 |
0,25 |
0,25 |
|
44 |
11 |
88.6 |
8-9 |
0,17 |
0,23 |
|
28 |
8,2 |
96.8 |
9-10 |
0,05 |
0,1 |
|
21 |
3,2 |
100 |
10 |
0,0 |
0,0 |
|
15 |
0,0 |
100 |
Рис. 8.4. Дифференциальная характеристика впрыска
Условия впрыскивания определяются моментом подачи топлива на такте сжатия до ВМТ поршня, скоростью поступления топлива в цилиндр, динамикой струй и дисперсностью (мелкостью) распыливания, а также областью камеры сгорания, куда поступает
топливо. Между этими условиями имеется связь, влияющая на экономичность, эксплуатационные характеристики и токсичность отработавших газов. При оптимизации показателей рабочего процесса дизеля изменение одного из условий требует корректировки других.
Требуемая скорость поступления топлива оценивается дифференциальной характеристикой его впрыскивания. Она представляет собой количество топлива, поступившее в цилиндр дизеля в единицу времени или за градус поворота кулачкового вала насоса. По ее анализу можно судить о продолжительности впрыскивания и скорости (интенсивности) поступления топлива в каждый момент впрыскивания. При экспериментальном снятии дифференциальной характеристики и наличии характеристики распылителя можно решить обратную задачу – определить давление в распылителе.
Дифференциальная характеристика представляет собой
расход топлива, поступивший из распылителя форсунки |
в любой |
|||
момент времени [3]: |
dVвпр |
|
|
|
Q |
, |
(8.7) |
||
|
||||
ф |
dt |
|
|
|
|
|
|
||
где dVвпр − скорость подачи топлива из распылителя форсунки, мм3/с dt
или мм3/град.
Количество топлива за конкретный промежуток времени определяют по формуле
|
Vi Qi ti , |
|
|
(8.8) |
Vi |
Fi Ti ti Fi |
|
|
ti , |
2 Pi |
T |
где V− подача топлива (мм3) за время ti , соответствующее одному градусу поворота вала насоса; µFi − эффективное проходное сечение распылителя для определенного хода (подъем) иглы (см. рис. 8.1); Pi − средняя величина давления топлива (Н/м2) перед сопловыми отверстиями на различных участках подъема иглы (см. рис. 8.3).
По данной характеристике определяют количество топлива (мм3), поданного на любом участке подачи топлива (в зависимости от хода иглы).
8.4. Расчет дифференциальной характеристики впрыскивания при помощи современной вычислительной техники
Расчет на ЭВМ значительно снижает время, связанное с определением параметров дифференциальной характеристики впрыска. Но последовательность расчета и формулы остаются без изменения. В табл. 8.2 приведены результаты расчета топливной аппаратуры дизеля КамАЗ -740 с использованием ЭВМ на режиме номинальной мощности. Частота вращения кулачкового вала насоса равнялась 1300 мин-1, давление открытия иглы (статическое) 22 МПа, цикловая подача – 80 мм3.
Таблица 8.2
Результаты расчета на ЭВМ топливной аппаратуры дизеля КамАЗ -740
Угол |
|
|
|
Давление |
Подача |
Давление |
Подъем |
|
|
топлива |
|||
поворота |
µF, мм |
2 |
топлива |
топлива |
||
кулачков |
иглы, мм |
|
в форсунке, |
в мм3 |
перед |
|
ого вала |
|
|
|
МПа |
за 10 |
сопловыми |
|
|
|
|
|
|
отверстиями, |
|
|
|
|
|
|
МПа |
27 |
0,0 |
0,0 |
|
6,35 |
0,0 |
0,0 |
28 |
0,0 |
0,0 |
|
11,28 |
0,0 |
0,0 |
29 |
0,0 |
0,0 |
|
19,42 |
0,0 |
0,0 |
30 |
0,008 |
0,025 |
|
31,52 |
0,588 |
0,11 |
31 |
0,232 |
0,35 |
|
30,45 |
13,80 |
58,59 |
32 |
0,300 |
0,40 |
|
39,63 |
10,72 |
35,34 |
33 |
0,300 |
0,40 |
|
50,26 |
12,10 |
45,07 |
34 |
0,300 |
0,40 |
|
51,76 |
12,31 |
46,65 |
35 |
0,300 |
0,40 |
|
43,47 |
11,31 |
39,38 |
36 |
0,300 |
0,40 |
|
29,30 |
9,32 |
26,71 |
37 |
0,298 |
0,39 |
|
11,99 |
3,50 |
33,62 |
38 |
0,075 |
0,05 |
|
10,42 |
0,20 |
3,78 |
39 |
0,0 |
0,0 |
|
13,76 |
0,0 |
0,0 |
40 |
0,0 |
0,0 |
|
10,07 |
0,0 |
0,0 |
Дифференциальная характеристика (скорость подачи топлива в мм3 за один градус поворота валика насоса) получается расчетным путем на ЭВМ. Программа позволяет определить величину давления за сопловыми отверстиями, что очень важно при расчете характеристик распыливания топлива. Дополнительно программа может определить величину давления в штуцере насоса, ход
нагнетательного клапана, значение давления прямой и отраженной волн, нагрузку на привод плунжерной пары кулачок толкатель.
Экономичность и токсичность двигателя в значительной степени зависят от формы дифференциальной характеристики впрыска. Общие требования для выбора дифференциальной характеристики впрыскивания могут быть сформулированы следующим образом:
1.В начале впрыска скорость подачи топлива в цилиндр должна быть не большой. Впрыск малой порции топлива до основной порции уменьшит период задержки самовоспламенения топлива и снизит жесткость процесса сгорания.
2.Основная масса топлива должна подаваться с возрастающей
скоростью, обеспечивая достижение распыленному топливу наиболее удаленных точек камеры сгорания, улучшая использование кислорода воздуха.
3.Впрыск топлива должен заканчиваться резко.
4.Процесс топливоподачи должен быть согласован с движением воздушного заряда.
5.Для выполнения указанных выше условий необходимо управление интенсивностью подачи топлива и интенсивностью воздушного вихря или создание интеллектуальной (умной) системы топливоподачи и смесеобразования.
8.5.Построение интегральной характеристики впрыскивания Интегральная характеристика впрыска (суммарная)
определяет количество топлива, поступившего из распылителя форсунки от начала впрыска (н.в.) до любого его момента подачи. Общее количество поданного топлива за цикл называют цикловой подачей.
Интегральная характеристика (рис. 8.5) получается путем сложения предыдущей подачи топлива с последующей (см. табл. 8.1). На характеристике идет накопление подачи топлива за впрыск. Данная характеристика получается интегрированием дифференциальной характеристики. По интегральной характеристике находят долю поданного и выгоревшего топлива на различных участках процесса подачи топлива, а также температуру и давление газов в цилиндре.
Рис. 8.5. Интегральная характеристика впрыска
Зависимость интегральной характеристики впрыска топлива от угла поворота валика насоса (времени) определяют по формуле
|
к |
|
t |
|
V |
f ( к ) d к |
|
f (t) dt. |
(8.9) |
|
н.в |
|
t н.в |
|
Величину цикловой подачи проверяют на топливном стенде, к которому крепится насос высокого давления и подключается система питания. Форсунки устанавливают в специальные гнёзда стенда и соединяются с секциями насоса трубопроводами высокого давления. Впрыск топлива происходит без противодавления. Заводизготовитель, разрабатывая инструкции по диагностике и обслуживанию топливной аппаратуры, учитывает это. Например, подача топлива за цикл на номинальном режиме работы двигателя составляет 95 мм3, а на испытательном стенде – 100 мм3. Значение цикловой подачи на стенде должно быть на 5 − 10 % больше, чем на двигателе.
Содержание отчета