Процессы впрыскивания топлива в дизелях.

12.1. Приведите схему системы впрыскивания топлива топливной системы разделенного типа с плунжерной парой, осуществляющей функции нагнетания и дозирования. (рис. в журнале)

12.2. Приведите графики пути и скорости плунжера. Покажите моменты начала и конца геометриче­ской подачи и 3 характерных периода движения плунжера в процессе нагнетающего хода.

3 периода: наполнение – наполнение топливопровода через впускное отверстие плунжера (до НГП), сжатие – сжатие топлива в топливопроводе после закрытия впускного отверстия (НГП – КГП) и отсечка – сброс топлива в выпускное отверстие (После КГП).

12.3. За­пишите уравнения объемного баланса для насоса и форсунки.

Уравнение объемного баланса: С_плf_т=(V_н+V_нк)(dp/dt)a_т+(mf₀)[(2/r_т)^1/2][(p_н-p_под)^1/2]+С_тf_т, где С_плf_т – секундное вытеснение топлива плунжером (С_пл=dh_пл/dt); (V_н+V_нк)(dp/dt)a_т – остается в камере, a_т=1/V*dV/dp – коэффициент сжимаемости; (mf)₀[(2/r_т)^1/2][(p_н-p_под)^1/2] – перетекает в открытое впускное отверстие (после начала геометрической подачи =0); С_тf_т – поступает в топливопровод и форсунке. Объемный баланс форсунки: C_тf_т=a_т1V_ср(dp_ф/dt)+(mf)_c[(2/r_т)^1/2][(p_н-p_под)^1/2].

12.4. Как формируются и с какой скоростью распространяются прямая и обратная волны давления?

При подаче топлива плунжерной парой оно доходит до форсунки и отражаясь идет к нагнетательному клапану, а потом отражаясь уже от него идет обратно к форсунке. Если давленые волны больше давления пружины форсунки, то происходит повторный впрыск. Это явление может происходит при закоксованности отверстия форсунки. Основное волновое уравнение: d²U/dt²=a²*d²U/dx². Общий вид решения: U=F(t-x/a)+W(t+x/a), где U – деформация топлива; t - время с начала впрыска; x – расстояние от насоса; a – скорость звука; F – прямая волна; W – отраженная (обратная) волна.

12.5. Как может возникать дополнительное впрыскивание топлива?

При подаче топлива плунжерной парой оно доходит до форсунки и отражаясь идет к нагнетательному клапану, а потом отражаясь уже от него идет обратно к форсунке. Если давленые волны больше давления пружины форсунки, то происходит повторный впрыск. Это явление может происходит при закоксованности отверстия форсунки.

12.6. Что понимается под запаздыванием начала впрыскивания относительно начала геометрической подачи? Как оно изменяется с ростом частоты вращения?

Запаздывание впрыска характеризуется тем, что после НГП (перекрытия впускного отверстия) вследствие сжимаемости топливо волна давления доходит по топливопроводу до форсунки через некоторое время, которое и называется запаздыванием начала впрыскивания. С увеличением частоты жесткость работы возрастает, скорость топлива увеличивается и запаздывание уменьшается.

12.7. Как влияет сжимаемость топлива на величину давлений впрыскивания и цикловую подачу топ­лива?

Уравнение объемного баланса: С_плf_т=(V_н+V_нк)(dp/dt)a_т+(mf₀)[(2/r_т)^1/2][(p_н-p_под)^1/2]+С_тf_т, где С_плf_т – секундное вытеснение топлива плунжером (С_пл=dh_пл/dt); (V_н+V_нк)(dp/dt)a_т – остается в камере, a_т=1/V*dV/dp – коэффициент сжимаемости; (mf)₀[(2/r_т)^1/2][(p_н-p_под)^1/2] – перетекает в открытое впускное отверстие (после начала геометрической подачи =0); С_тf_т – поступает в топливопровод и форсунке. При увеличении a_т увеличивается V => (р_ф-р_цил) уменьшается и G_тц тоже.

12.8. Как влияет дросселирование топлива на величину давлений впрыскивания и цикловую подачу топлива?

Явление дросселирования заключается в том, что впрыск может начаться до НГП и закончиться после КГП, а следовательно цикловая подача топлива увеличится.

12.9. Покажите графики дифференциальной, интегральной характеристик впрыскивания и скоростной характеристики топливоподачи. Какие характеристики являются предпочтительными?

Графики (рис. 9.1): Дифференциальная характеристика (1) – зависимость массовой скорости подачи топлива от угла поворота кулачкового вала ТНВД (скорость плунжера). Интегральная характеристика (2) – количество топлива, поступившего с начала до любого момента подачи (ход плунжера). Скоростная характеристика – изменение скорости вытеснения топлива плунжером. От начала впуска растет линейно до ВМТ, потом линейно падает до конца.

12.10. Как влияют на параметры впрыскивания режимные факторы? Какие факторы и как влияют на скоростные характеристики топливоподачи? Расскажите о способах их коррекции.

Момент M_к~p_e=G_тцH_uh_e/V_h, т.о. момент прямо пропорционально зависит от цикловой подачи топлива. Но тогда, согласно зависимости G=f(n), при увеличении нагрузки частота уменьшится, уменьшится и подача и двигатель заглохнет, а при ее уменьшении двигатель пойдет вразнос. Для устойчивой работы необходима пологая характеристика M_к=f(n) (т.е. должен быть запас крутящего момента М=(Мк_max-Мк_ном)/Мк_ном*100%), для получения которой необходим корректор топливоподачи (нагнетательный клапан-корректор): чем выше частота вращения, тем на большую величину должен подниматься нагнетательный клапан и при посадке отсекать больше топлива. При аккумуляторной системе впрыска существует электронное управление, которым можно создать любую характеристику топливоподачи.

12.11. Рассмотрите требования к системам впрыскивания топлива в цилиндры дизеля.

12.12. Какие преимущества обеспечивают аккумуляторные топливные системы с электронным управ­лением?

Благодаря аккумуляторным топливным системам с электронным управ­лением возможно обеспечение любой характеристики момента M=f(n) с предвпрыском, впрыском и дополнительным впрыском любой конфигурации на всех режимах работы. Со временем происходит износ деталей, из-за этого увеличиваются утечки топлива, цикловая подача уменьшается и давление впрыска тоже. Аккумуляторная топливная система дает возможность компенсировать изменение проходного сечения сопловых отверстий, позволяет регулировать характеристику впрыска и лучше реагирует на перемену режимов, уменьшая задымление.