Материал: 2410

Впрыск топлива будет протекать при пониженном давлении в распылителе.

На рис. 1.34 показано изменение давленияИв полости высокого

давления 8 (см. рис. 1.27) при движении плунжера 4, который обеспечивает предварительный впрыск (запальнуюДдозу топлива), основ-

ной впрыск и два дополнительных впрыска. Предварительный и до-

16 МПа (работает только пружина 10), а основной впрыск происходит

полнительные впрыски протекаютАпри давлении открытия иглы

при дополнительном участии «гидравлической» пружины. Давление открытия иглы форсункибувеличивается и может достигать значений

20 – 50 МПа. При этом повышается в несколько раз давление топлива при впрыске основнойидозы топлива.

С

Рис. 1.34. Изменение давления в полости высокого давления в зависимости от времени процесса впрыска

51

Контрольные вопросы и задания

1.Объясните устройство и принцип работы насоса высокого давления и форсунки с механическим управлением.

2.Что называют цикловой подачей топлива, как она определяется расчетным путем для двигателя определенной мощности и частоты вращения вала насоса и как она регулируется на испытательном стенде?

3.Каков порядок определения диаметра и хода плунжера насоса высокого давления для заданной цикловой подачи?

4.Конструкции нагнетательных клапанов насоса высокого давления, их назначение и принцип действия.

5.Каков порядок расчета эффективного проходного сечения распылителя форсунки и его определение по номограмме?

6.Как определяется экспериментальным путем эффективное проходное сечение распылителя?

7.Как устроен и действует всережимный Ирегулятор частоты вращения вала дизеля КамАЗ-740?

8.Для к акой цели служат грузики у регулятора частоты вращения, как определяется их центробежная сила? Д

9.Напишите формулу для определения силы пружины, если известны ее жесткость и предварительное сжатиеА(растяжение).

10. Как в процессе работы всережимного регулятора взаимодействуют

центробежная сила грузиков регулятора частоты вращения и сила пружины? 11. Назначение и порядокбрегулировки прямого и обратного (антидымно-

го) корректора всережимного регулятора.

12.Порядок регулировкиицикловой подачи на режиме номинальной мощности и максимального крутящего момента.

13.Принцип действ я регулятора с гидравлическим и электрическим приводом рейки (подачиСтопл ва) насоса высокого давления.

14.Принцип действ я двухрежимного регулятора частоты вращения коленчатого вала двигателя.

15.Почему в условиях городского движения автомобиля с дизелем, оборудованным всережимным регулятором, расход топлива увеличивается на 5 –7% по сравнению с двухрежимным регулятором?

16.Конструкция и принцип действия насосов-форсунок с механическим, электрическим и пьезоэлектрическим управлением хода иглы распылителя.

52

2. ОБРАЗОВАНИЕ КОКСОВЫХ ОТЛОЖЕНИЙ

ВРАСПЫЛИТЕЛЯХ ФОРСУНОК ДИЗЕЛЕЙ

2.1.Причины образования кокса в сопловых отверстиях распылителей форсунок дизелей

испособы его устранения

Физическая природа образования коксовых отложений в распылителях до сих пор не имеет однозначной трактовки. Накопленный опыт работы по анализу причин нагарообразования в распылителях позволил прийти к выводу, что основными причинами образования кокса распылителей дизелей являются прорыв газов в полость распы-

лителя в конечной фазе впрыскивания и наличие высокой температуры [4]. При диагностировании форсунок и определенииИ закоксовыва-

ния распылителей важным является нахождение причин образования кокса.

частиц имеет сферическую форму. Для дизельной сажи характерным является образование вторичных структур размером 0,4 – 4,0 мкм. В

Отработавшие газы, кроме повышения температуры распылителя, несут с собой продукт неполного сгорания дизельного топлива – сажу. Изучение дизельной сажи показало, что проекция её первичных

процессе работы двигателябсажевыеАобразования соединяются в конгломераты с поперечникамииот 4 до 60 мкм, которые объединяются в цепи длиной от 20 до 120 мкм [6]. Сажа способна проникать в полость распылителя черезСсопловые отверстия диаметром 0,2 – 0,5 мм.

Частицы дизельной сажи, соединяясь с лаковой пленкой испарившегося топлива, способны образовывать твердые коксовые отложения. Дополнительно наполнителем лаковой пленки могут быть механические частицы, продукты сгорания масла с присадками.

Воздух, поступающий в двигатель, содержит механические примеси (пыль, которая представляет собой мелкие частицы дорожного покрытия). Пыль может содержать до 70% окиси кремния SiO2, до 20% закиси железа FeO3, до 10 % окиси алюминия Al2O3. Основная часть пыли задерживается воздушным фильтром, но небольшое количество ее поступает в цилиндры.

Дополнительно в цилиндре при сгорании углеводородного топлива и недостатке кислорода воздуха образуется углерод (сажа), а в результате трения и износа появляются частицы железа и алюминия. В работе [7] исследован механизм образования нагара на деталях

53

поршневой группы и его состав. Анализировались образцы нагара на днище поршня и в канавках компрессионных, маслосъемных колец. Исследования показали, что во всех образцах нагара содержится до 63 – 67% углерода. На днище поршня содержится железа 3,38%, алюминия 1,25%. Таким образом, если газы проникают в полость распылителя, то они могут содержать сажу, частицы алюминия, железа и кремния.

При снижении давления начала открытия иглы Рфо ниже критического газы проникают в полость распылителя. На рис. 2.1 показано, что при давлении Рфо менее 12 МПа продолжительность впрыска топлива на двигателе φд становится больше, чем на безмоторном стенде φс и прорыв газов Lп в полость распылителя увеличивается [8].

Рис. 2.1. Зависимость продолжительности впрыска топлива на двигателе φд, стенде φс и глубины

проникновения газов Lп в полость распылителя от величины давления открытия иглы Рфо

В процессе испытаний двигатель Д-440 (4ЧН 13/14) мощностью 75 кВт работал на режиме номинальной мощности при частоте вращения коленчатого вала 1750 мин-1 и цикловой подаче 100 мм3. Заштрихованная область А является зоной прорыва газов и возможного образования кокса. Глубина прохождения газов в полость распылителя оценивалась длиной отложения кокса на поверхности иглы (потемнением).

54

Во время длительной эксплуатации дизеля величина Рфо снижается в результате износа контактирующих поверхностей корпуса форсунки, иглы, штанги, пружины, что может привести к прорыву цилиндровых газов и образованию кокса в полости распылителя и сопловых отверстиях.

При эксплуатации дизеля нельзя допускать снижение давления открытия иглы ниже критического (менее 70 – 80% от значения, установленного заводом-изготовителем). Газы проникают в полость распылителя при плохой подвижности иглы, ее зависании или увеличении хода.

При снижении Рфо (рис. 2.2) повышается температура носика распылителя tр (зона сопловых отверстий). Это происходит в резуль-

тате увеличения подачи топлива и температуры в цилиндре, прорыва газов в полость распылителя [8]. Температура определялась при помощи термопары, установленной в районе носика распылителя.

форсунки, торца иглы и посадочного конусаИ.

В процессе эксплуатации дизеля максимальный ход иглы увеличивается в результате износа контактирующих поверхностей корпуса

На рис. 2.3 показано, что с увеличением максимального хода иг-

Кроме того, при значительном увеличении хода иглы в результате действия сил инерции игла не успевает «следить» за изменением

55