Материал: 2410

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

ет зубчатый сектор с втулкой и закрепленной в ней плунжером насоса высокого давления. При повороте плунжера изменяются его активный ход и подача топлива. Регулирование количества топлива происходит отсечкой в конце подачи.

На рис. 1.17 показана схема электронного управления подачей топлива насоса высокого давления (ТНВД), оборудованного регулятором с электрическим приводом.

 

 

 

 

И

 

 

 

Д

 

 

А

 

 

б

 

 

и

 

 

 

С

 

 

 

 

Рис. 1.17. Схема электронного управления подачей топлива

31

1.5. Определение основных размеров плунжерной пары насоса высокого давления

Определим расчетным путем основные размеры плунжерной пары насоса высокого давления, которая при помощи форсунки подает топливо в камеру сгорания дизеля КамАЗ -740. 63 – 400. Мощность дизеля 400 л.с. (295 кВт) при частоте вращения коленчатого вала 1900 мин-1. Среднее давление перед сопловыми отверстиями при-

нимаем равным 40 МПа (максимальное 70 МПа), а плотность топлива – 850 кг/м3.

Основные размеры плунжерной пары насоса зависят от величины удельного эффективного расхода топлива, который определяется

из теплового расчета и на основе доводочных испытаний двигателя.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

И

 

 

 

 

 

 

 

Для режима номинальной мощности дизеля типа КамАЗ - 740

цикловую подачу (мм3) определим по формуле [2]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

qе Nе 1000

 

Д

 

 

 

 

 

 

 

 

q ц=

= 210

295

1000

=160 ,

 

 

 

(1.4)

 

 

 

 

 

i n

ρ

Т

60

8 950 0,85 60

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

н

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где

qе – удельный эффективный расход топлива,

210 г/(кВт·

ч);

Nе – полная (номинальная) мощность дизеля, 295 кВт;

i – число

ци-

линдров, 8;

 

 

б

 

 

 

 

 

-1

; ρТ – плот-

nн – частота вращения вала насоса, 950 мин

ность топлива, 0,85 г/см3.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В табл. 1.2 пр ведены характеристикиА

топливных насосов высо-

кого давления [3]. Топл вный насос

выбирают по цикловой подаче,

 

 

 

С

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

которая подсчитывается по уравнению (1.4). Максимальное значение

пусковой подачи обычно больше номинальной подачи

 

 

в 1,5 – 2,5

раза.

Это необходимо для надежного пуска дизеля.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 1.2

 

 

Технические данные топливных насосов высокого давления

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Исполне-

Полный ход

 

 

 

Диаметр

 

 

Максимальная

 

 

Число

 

 

ние насоса

плунжера

 

 

 

плунжера

 

цикловая подача

 

 

плунжерных

 

 

 

Lп , мм

 

 

 

 

dп, мм

 

 

 

qц мах, мм3

 

 

 

секций

 

 

А

8

 

 

7; 8; 9; 10

 

 

 

25 - 150

 

 

1; 2; 4; 6; 8; 12

 

 

Б

10

 

 

8; 9; 10; 11; 12

 

 

35 - 250

 

 

1; 2; 4; 6; 8; 12

 

 

В

12

 

10;12;13; 14; 16

 

 

120 - 800

 

 

 

4; 6; 8; 12

Для обеспечения допустимой перегрузки двигателя на режиме максимального крутящего момента и компенсации утечек топлива

32

через зазоры прецизионных пар цикловая подача должна быть увеличена на 25 – 35%.

q пер = (1,25 – 1,35) qц .

(1.5)

На режиме пуска двигателя подача топлива должна быть увели-

чена в 1,5 – 2,5 раза.

 

q пуск = (1,5 – 2,5) q ц.

(1.6)

Обозначим отношение полного (геометрического)

хода плун-

жера hп к диаметру плунжера dп через m, которое может лежать в пределах 1 – 1,7:

m = hп / dп .

(1.7)

Диаметр плунжера выбирается с учетом величины

максималь-

ной подачи топлива, которая плунжерная пара должна обеспечить на всех режимах работы двигателя, особенно на режиме пуска [3]:

dп = 3 4 qц ϕп / (π m ηн ) ,

(1.8)

где φп – коэффициент, учитывающий увеличение цикловой подачи на

 

 

 

 

Д

 

режиме пуска, 1,5 – 2,5;

ηн – коэффициент подачи насоса, который

учитывает гидравлические потери,

0,7 – 0,9.

 

Для qц = 160 мм3;

 

А

 

φп = 2,5;

ηн

= 0,7И; m = 1,1

значение диа-

метра плунжера dп = 9 мм.

 

 

 

от площади плунжера, его ак-

Подача топлива за цикл зависит

тивного хода, коэффициента подачи и определяется по формуле

и

 

 

 

 

 

qц =

π d 2

hакт ηн .

 

 

П

(1.9)

С

4

 

 

 

 

 

Диаметр плунжера

бдля насосов автотракторных двигателей с

цилиндровой мощностью от 20 до 80 кВт лежит в пределах от 8 до

16 мм.

Для диаметра плунжера dп = 9 мм активный ход плунжера

hакт =

4 160

= 3,6

мм.

(1.10)

 

π 9 9 0,7

С учетом увеличения пусковой цикловой подачи

в 1,5 – 2,5

раза по сравнению с номинальной подачей и износа плунжерной пары в процессе длительной эксплуатации

hmах = 2,5· hакт = 2,5·3,6 = 9,0 мм.

(1.11)

Ход плунжера, с учетом значения m =1,1, принимаем равным 10 мм, который должен быть согласован с размерами кулачкового вала насоса. Выбираем насос исполнения Б (см. табл. 1.2).

33

1.6. Расчетное определение эффективного проходного сечения распылителя и диаметра соплового отверстия

Основным узлом форсунки является распылитель, от состояния которого зависит экономичность двигателя и токсичность отработавших газов. На рис. 1.18, а показан общий вид форсунки двигателей Ярославского моторного завода. Распылитель имеет четыре сопловых отверстия 1 диаметром 0,34 мм, иглу 2 с диаметром направляющей

6,0 мм.

Максимальный подъем иглы до упора 0,25 – 0,35 мм, диаметральный зазор между иглой и направляющей 2 – 4 мкм. В современных распылителях диаметр направляющей иглы уменьшен до

4 –5 мм, что позволило увеличить давление впрыска топлива и давле-

ние посадки иглы на седло.

 

 

 

И

 

 

 

 

 

 

 

Д

 

 

А

 

 

б

 

 

 

и

 

 

 

 

С

 

 

 

 

 

а

 

 

 

 

б

Рис. 1.18. Форсунка штанговая (а):

1 – сопловые отверстия; 2 – игла;

3 – корпус распылителя; 4 – гайка распылителя; 5 – корпус; 6 – шток; 7 – опорная шайба; 8 – пружина; 9 – регулировочный винт; 10 – контргайка;

11 – колпак; 12 – сетчатый фильтр; 13 – уплотнитель; 14 – штуцер; 15 − канал Форсунка с короткой штангой (б): 1 – корпус распылителя;

2 – гайка распылителя; 3 – «проставка»; 4 – установочный штифт; 5 – штанга; 6 – корпус форсунки; 7 – кольцо уплотнительное; 8 – штуцер; 9 – сетчатый фильтр; 10 – прокладка уплотнительная; 11 – регулировочные прокладки; 12 – пружина; 13 − игла

34

Игла 2 (см. рис. 1.18, а) прижимается к седлу корпуса распылителя 3 при помощи усилия пружины 8 через опорную шайбу 7 и шток

6(штангу). Усилие пружины 8 регулируется винтом 9.

Всовременных форсунках шток 6 удален, добавлена «проставка», расположенная между корпусом форсунки 5 и корпусом распылителя 3, а усилие пружины регулируется изменением толщины прокладок. Конструкция форсунки двигателей КамАЗ с «проставкой» и регулированием при помощи прокладок показана на рис. 1.18, б. Увеличение суммарной толщины прокладок на 0,1 мм повышает давление начала открытия иглы на 1 МПа, или 10 атм.

Втабл. 1.3 приведены основные характеристики форсунок дизелей типа ЯМЗ (см. рис. 1.18, а) и КамАЗ (см. рис. 1.18, б) [1].

 

 

Технические характеристики форсунок

Таблица 1.3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Диаметр

Давление

Эффективное

Число и

Ход

Марка

иглы,

открытия

проходное

диаметр

иглы, мм

двигателя

мм

 

иглы, МПа

сечение,

сопловых

 

 

 

 

 

 

мм2

И

 

 

 

 

 

 

 

отв., мм

 

ЯМЗ-236

6,0

 

18+0,5

0,25−0,27

4х0,30

0,25−0,3

 

 

 

 

Д

 

 

ЯМЗ-236H

4,5

 

28+0,5

0,24−0,26

5х0,30

0,3−0,35

ЯМЗ-238 DE

 

 

 

 

 

 

 

 

КамАЗ-740.

6,0

 

22+0,5

0,18 −0,2

 

4х0,30

0,25−0,3

13.180

 

 

 

А

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

КамАЗ-740.

4,5

 

26+0,5

0,25−0,27

5х0,31

0,3−0,35

30.260

 

 

б

 

 

 

 

 

и

 

 

 

 

 

Главным параметром распылителя форсунки является его эф-

фективное проходноеСсечение µF, определяемое при полном подъеме иглы. Величина µ называется коэффициентом расхода, который равен 0,62 – 0,82 [4] и представляет собой отношение действительного расхода к теоретическому. Суммарная площадь сопловых отверстий F зависит от диаметра отверстий и их количества. Величина µF для распылителей дизелей с цилиндровой мощностью от 10 до 250 кВт может лежать в пределах 0,1 – 1,0 мм2.

В качестве примера определим расчетным путем суммарное значение проходного сечения сопловых отверстий распылителя, их число и диаметр для подачи топлива в камеру сгорания дизеля КамАЗ -740. 63 – 400 мощностью 295 кВт при частоте вращения вала двигателя 1900 мин-1. Мощность одного цилиндра равна 36,9 кВт.

35