Материал: 2410

зионную пару. Уплотненибе поршня 10 и отверстие во втулке 9 выпол-

няются плоской поверхностью или в виде конуса с диаметром 1,5 мм

(Sк =1,8 мм2).

Игла 2 распылителя форсунки имеет наружный диаметр 4 мм

ление на входе в форсунку 110 МПа. Есть системы подачи топлива, у которых давление в аккумуляторе достигает 150 − 200 МПа. Ход иглы У равен 0,2 мм, в процессе эксплуатации топливной аппаратуры он увеличивается. Объем камеры управления принят 30 мм3, максимальное рабочее давление в ней − 100 МПа.

В табл. 6.1 приведены расчетные значения сил, которые действуют до начала впрыска со стороны управляющего поршня 10 (штока) и со стороны дифференциальной площадки иглы 2. Сила со сто-

106

роны поршня Fп и со стороны иглы Fдиф определялась как произведение величины давления на площадь.

Из анализа табл. 6.1 следует, что при давлении в камере управления 66 МПа силы от давления топлива, действующие на шток и иглу, выравниваются. При давлении менее 40 МПа над поршнем, дополнительно преодолевая силы инерции, игла открывается. При подъеме иглы на 0,2 мм за время 1,25 ·10-4 (1,50) ее скорость достигает 1,6 м/с, а ускорение будет равно 12 800 м/с2. При массе подвижных частей, равных 15 г, сила инерции составит 192 Н.

Таблица 6.1

Расчетные значения сил со стороны управляющего поршня и иглы

При подъеме иглыидавление топлива воздействует на всё её поперечное сечение. Под действ ем ольшой по величине подъемной силы игла мгновенно подн мается. Под давлением 110 МПа топливо подается в камеруСсгоран я при полностью открытых сопловых отверстиях. При учете противодавления в цилиндре (например, 5 МПа) перепад давления при впрыске топлива составит 105 МПа. Количество впрыскиваемого топлива зависит от эффективного проходного сечения распылителя форсунки (например, 0,15 мм2), перепада давления и времени открытия иглы.

Объемную теоретическую подачу топлива из распылителя за

107

давления топлива перед сопловыми отверстиями, Н/м2; ρТ – плотность топлива, кг/м3; t − время впрыска, с.

При Р = 105·106 Н/м2 и ρТ = 850 кг/м3 величина ϑT = 497 м/c. Для µ F = 0,15·10-6 м2 и времени впрыска 0,001 с количество подан-

ного топлива за цикл (впрыск) составит 74·10-9 м3, или 74 мм3.

На рис. 6.8 показаны осциллограммы изменения давления над штоком управления 4, подъема иглы 3, ее скорости 2 и управляющего сигнала на обмотке электромагнита 1 [25].

Рис. 6.8. Осц ллограммы процесса впрыска топлива в зав симости от времени:

1 − изменение управляющего сигнала в обмотке электромагнитного клапана; 2 − скорость движения иглы; 3 − перемещение иглы распылителя форсунки; 4 − давление топлива над управляющим поршнем; I − время от начала подачи управляющего сигнала на обмотку

электромагнита до начала подъема иглы; II − время от начала

до полного подъема иглы; III − время впрыска; IV − время от начала прекращения подачи управляющего сигнала до начала

посадки иглы; V − время посадки иглы

Продолжительность подъема иглы форсунки вычисляется как время, прошедшее с момента подачи управляющего сигнала (момент открытия сливного отверстия) до момента, когда скорость иглы поменяет знак с положительного значения на отрицательное. При этом игла достигнет верхнего упора или будет совершать колебательные

108

движения относительно некоторой позиции, близкой к максимальному подъему иглы. Продолжительность посадки иглы определяется как время, прошедшее с момента отключения управляющего сигнала (перекрытия сливного отверстия), до момента посадки иглы на седло.

лива в камеру сгорания продолжительность впрыска основной порции топлива составляет 10 − 120.

объема вытесняется управляющим поршнемИи наполняется из аккумулятора. Известно, что когда клапан закрыт, давление в камере управления и аккумуляторе равны, но при открытии клапана давление

Если диаметр управляющего поршня 4,3 мм, а его максималь-

ный ход 2 мм, то с учетом конструктивных соображений полный объ-

ем камеры управления составит примерно Vу = 30 мм3. Часть данного

мого давления топлива в ограниченном объеме (камере управления)

Если уменьшить величину сжатого топлива (путем слива) на 4% (см. V = 5 и 1), находящегося под давлением 100 МПа в объеме 30 мм3, то давление снизится до 20 МПа. Топливо было сжато на 5%

109

(см. табл. 6.2), а путем слива сжатие уменьшилось до 1%. На этом принципе уменьшается давление в полости управления и происходит подъем иглы под действием более высокого давления в аккумуляторе.

При подъеме поршня (штока) на 0,2 мм топливо вытесняется объемом 2,9 мм3. При диаметре отсечного отверстия 0,5 мм его площадь составит 0,196 мм2. При коэффициенте расхода 0,7 эффективное проходное сечение составит 0,14 мм2. Зная сечение штока (14,5 мм2), его среднюю скорость (0,8 м/с), эффективное проходное сечение отсечного жиклёра (0,14 мм2), используя уравнение постоянства расходов, определим скорость в канале отсечного жиклёра, которая составит 83 м/с.

Объемная подача топлива за впрыск зависит от величины давле-

электромагнитным управлением позволяет изменять угол опережения подачи топлива и форму характеристики впрыска.

На рис. 6.9 показана зависимость величины цикловой подачи от продолжительности впрыска в мс и в градусах от давления топлива в

Рис. 6.9. Зависимость цикловой подачи топлива от давления в аккумуляторе и продолжительности впрыска

(µ F = 0,15 мм2, nц = 2000 мин-1

110