Материал: 2409

гания способствует улучшению топливной экономичности автомобиля. Данные в обучающейся матрице периодически обновляются.

На детонационное сгорание топлива влияют [11]:

1. тепень сжатия (повышение степени сжатия ускоряет детонацию). С2. Угол опережения зажигания (раннее зажигание – усиливает).

3. орт топлива (октановое число меньше, детонация больше).

4. Частота вращен я коленчатого вала (с уменьшением – возрастает детонация).

Причной детонац является образование перекисей. Кислород при высокой температуре внедряется в углеводородную молекулу топлива, повышая её спосо ность к самовоспламенению. Детонационному (взрывному) сгоран ю подвергается та часть горючей смеси, которая должна сгореть в последнююбочередь (рис. 7.9).

А

Рис. 7.9. Схема детонационногоДсгорания топлива:

1 – воспламенение смеси искрой свечи; 2 – фронт горения; 3 – сгоревшая смесь; 4 – несгоревшая смесь; 5И– места повышенной

концентрации перекисей; 6 – очаг самовоспламенения; 7 – образование детонационной волны;

8 – детонационная волна; 9 – отраженные волны

Перекиси накапливаются в несгоревшей части рабочей смеси и при достижении критической концентрации распадаются с сопровождением взрыва и выделением большого количества теплоты, активизируя всю рабочую смесь.

Детонация – процесс очень быстрого завершения сгорания в результате самовоспламенения части рабочей смеси и образования ударных волн, распространяющихся со сверхзвуковой скоростью.

71

При детонации резко повышается температура в камере сгорания, что приводит к прогоранию поршней и выпускных клапанов, перегреву и выходу из строя свечей, а при длительной интенсивной детонации – к выходу из строя двигателя.

Внешним признаком детонации является чёрный дым. Его причина заключается в забросе несгоревшего топлива в зону горения, где нет ки- Сслорода. При детонации ударная волна отражается от стенок цилиндра с

частотой 2000 – 3000 Гц, при этом возникают металлические стуки. Давление в ц л ндре резко повышается, мощность двигателя падает. Для уст-

ранения детонац заж гание устанавливают позже. В современных ав- Вторичноетомобилях это выполняется автоматически.

В блоке ц л ндров установлен датчик с пьезокерамическим чувстви-

тельным элементом (р с. 7.10), на о кладках которого при детонации (резонансе) появляется напряжение. При появлении детонации сигнал с датчика передаетсябна электронный лок управления двигателем, который позже подает напряжен е на первичную обмотку катушки зажигания.

напряжен е (25 – 30 тыс. В) катушки зажигания позже подается на электроды свечи. Угол опережения зажигания уменьшается, что снижает давлен е, температуруАв камере сгорания и детонацию.

Д

Рис. 7.10. Устройство и крепление широкополосногоИдатчика детонации

Широкополосный датчик детонации представляет собой два корпуса

– металлический (внутренний) и пластиковый (внешний), между которыми находится пьезокерамический чувствительный элемент и инерционная масса, повышающая чувствительность. Между инерционной массой и пьезоэлементом, а также пьезоэлементом и внутренним корпусом имеется контактная шайба, защищающая от ударных нагрузок. Пьезоэлемент име-

72

ет выход к электрическому разъему датчика детонации. Вся эта конструкция через тарельчатую пружину соединена с внешним пластиковым корпусом, который крепится к блоку цилиндров двигателя при помощи болта.

Пьезо – слово греческое и означает «давлю». Известной областью применения пьезоэлементов являются датчики давления. При действии давления или вибрации на пьезоэлемент на его обкладках возникает разность потенциалов, которую можно измерить. Это явление называется

Снических напряжен й ли деформаций в электрические сигналы (датчики давления, датчики детонации).

пьезоэлектрическим эффектом.

Прямой пьезоэффект используют в технике для преобразования меха-

В пьезоэлектр ческом преобразователе активными элементами является пласт на, зготовленная из природного кварца. Возможно применение пьезокерам ческого материала, например ЦТБС-8 (цирконат ZrO2, титанат бар я BaTiO3, ок сь свинца PbO). Широкое применение нашли ти-

ческое количество воздуха, необходимого для сгорания 1кг бензина.

4.Что называют жесткостью процесса сгорания, определите её среднюю величину по анализу индикаторной диаграммы (см. рис. 7.5).

5.Что называют детонационным сгоранием бензина?

6. Укажите основные причины детонации.

7. Устройство и принцип работы датчика детонации.

73

Практическая работа № 8

РАСЧЕТНЫЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ЭФФЕКТИВНОГО СЕЧЕНИЯ РАСПЫЛИТЕЛЕЙ

И ДИАМЕТРА СОПЛОВЫХ ОТВЕРСТИЙ

8.1. Цели и задачи практической работы

Цели практ ческой работы: формирование и закрепление знаний по разделу «Распыл тели форсунок дизелей».

Задачи: расчетным путем определить эффективное проходное сече-

МаксимальныйбАподъем 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

Всовременных форсунках штокД6 удален, добавлена «проставка», расположенная между корпусом форсунки 5 иИкорпусом распылителя 3, а усилие пружины регулируется изменением толщины прокладок. Конструкция форсунки двигателей КамАЗ с «проставкой» и регулированием при помощи прокладок показана на рис. 8.1, б. Увеличение суммарной толщины прокладок на 0,1 мм повышает давление начала открытия иглы на 1 МПа, или 10 атм.

Втабл. 8.1 приведены основные характеристики форсунок дизелей типа ЯМЗ (см. рис. 8.1, а) и КамАЗ с механическим управлением

(см. рис. 8.1, б) [10].

Главным параметром распылителя форсунки является его эффектив-

ное проходное сечение µF, определяемое при полном подъеме иглы. Величина µ называется коэффициентом расхода, который равен 0,62 – 0,82увеличить

74

и представляет собой отношение действительного расхода к теоретическому расходу. 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 пре-

делах 0,1 – 1,0 мм2.

Си бАа б

Рис. 8.1. Форсунка штанговая (а): 1 – сопловые отверстия; 2 – игла;

Форсунка с короткой штангойД(б): 1 – корпус распылителя; 2 – гайка распылителя; 3 – «проставка»; 4 – установочный штифт; 5 – штанга;

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

6 – корпус форсунки; 7 – кольцо уплотнительное; 8 – штуцер; 9 – сетчатый фильтр; 10 – прокладка уплотнительная; 11 – регулировочные прокладки;

12 – пружина; 13 − игла

В качестве примера определим расчетным путем суммарное значение проходного сечения сопловых отверстий распылителя, их число и диаметр

Для режима номинальной мощности двигателя цикловую подачу определяют по формуле [10]

75