Материал: 2409
qц |
|
qе Nе 1000 |
, |
(8.1) |
|
||||
|
|
i nн Т 60 |
|
|
где qе – удельный эффективный расход топлива, г/(кВт·ч); Nе – эффективная номинальная мощность, кВт; i – число цилиндров; nн – частота вращения вала насоса, мин-1; ρТ– плотность топлива.
Так, для двигателя КамАЗ-740 при qе = 210 |
г/(кВт·ч), Nе = 295 кВт, |
i = 8; nн = 950 мин-1, ρТ = 0,85 г/см3 величина qц = |
160 мм3/цикл (на двига- |
теле).
Для оценки расчетного значения µF определим теоретическую ско-
|
рость истечен |
я д зельного топлива через сопловые отверстия [10] |
||||||||||
С |
Т |
|
|
м/с, |
|
(8.2) |
||||||
2 Ρ/ Т |
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 8.1 |
|||||
|
|
|
Техн ческие характеристики форсунок |
|||||||||
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
аметр |
|
|
|
Эффективное |
Число и |
Ход |
|||
|
Давление |
|
проходное |
диаметр |
иглы, мм |
|
||||||
|
Марка |
|
глы, |
открытия |
|
|
||||||
|
двигателя |
|
мм |
глы, МПа |
сечение, |
|
сопловых |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
мм2 |
|
отв., мм |
|
|
|
|
ЯМЗ-236 |
|
6,0 |
18+0,5 |
|
0,25−0,27 |
|
4х0,30 |
0,25−0,3 |
|
||
|
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 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
КамАЗ-740. |
|
4,5 |
26+0,5 |
|
0,25−0,27 |
|
5х0,31 |
0,3−0,35 |
|
||
|
30.260 |
б |
А |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
где Р – средний перепад |
давления топлива |
перед сопловыми отвер- |
|||||||||
|
стиями, Па (Н/м2), берется с учётом давления газов в цилиндре : |
|||||||||||
|
|
|
|
Т |
|
|
Д5 |
|||||
|
|
|
|
2 400 10 /850 |
306 м/с. |
|
|
|||||
|
Объемный расход топлива Q, м3/с, определим из выражения |
|||||||||||
|
|
|
|
|
Q F Т , |
|
|
(8.3) |
||||
|
где µF – эффективное проходное сечение распылителя, м2. |
|
|
|||||||||
|
Объемный расход топлива за цикл, мм3/сИ, определим также по его |
|||||||||||
|
количеству qц, поданному в камеру сгорания за время впрыска τ : |
|||||||||||
|
|
|
|
|
Q = qц / τ . |
|
|
(8.4) |
||||
|
Зная продолжительность впрыска φв |
в |
градусах (например, 10о), |
|||||||||
|
частоту вращения вала насоса nн |
в мин –1, время впрыска определим из |
||||||||||
выражения
76
|
|
|
В |
|
|
|
10 |
0,001754с. |
|
(8.5) |
||||||||
|
|
6 nН |
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
6 950 |
|
|
|||||||||
Величина действительного |
объёмного расхода топлива через фор- |
|||||||||||||||||
сунку составит Q = 160 / 0,001754 = 914285 мм3/с = 0,000914 м3/с, откуда |
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
F Q/ Т , |
|
(8.6) |
||||||||
µF = 0,000914 / 306 = 0,00000299 м2 = 0,3 мм2. |
|
|||||||||||||||||
Цикловая подача топлива будет равна |
|
|
||||||||||||||||
qц = µF· τ · Т |
·1000 = 0,3·0,001754·306·1000 = 160 мм3. |
(8.7) |
||||||||||||||||
При коэфф ц енте расхода, равном 0,8, суммарная площадь сопло- |
||||||||||||||||||
вых отверст й |
состав т 0,375 мм2. |
|
При числе сопловых отверстий пять |
|||||||||||||||
площадь сечен я одного сопла Fc составит 0,075 мм2. По известной вели- |
||||||||||||||||||
С |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
чине площа |
соплового отверстия определим его диаметр |
|
|
|||||||||||||||
|
dС |
|
4 FС |
|
|
|
|
4 0,075 |
|
0,3 мм. |
|
(8.8) |
||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3,14 |
|
|
|
|
|||
Для определен я нео ходимого значения µF в зависимости от цик- |
||||||||||||||||||
ди |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
ловой подачи топл ва |
qц |
и продолжительности впрыска φВ (интенсивно- |
||||||||||||||||
сти подачи топл ва) предлагается номограмма. Общая формула для расче- |
||||||||||||||||||
та номограммы имеет вид |
|
|
В |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
qц |
F |
|
|
2 / Т 1000. |
|
(8.9) |
||||||||||
|
|
6 nН |
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Величина скорости Т зависит от |
Р. Так, для Р = 40 МПа |
значе- |
||||||||||||||||
ние Т достигает 306 м/с. Для постоянных значений µF, |
Р, nн , но пере- |
|||||||||||||||||
|
|
о |
|
о |
о |
|
|
|
|
|
о |
|
|
|
|
|
|
|
бА |
|
|
||||||||||||||||
менной φВ (например, 10 ; 15 ; 20 ; 25 ) |
определялась величина qц. |
|
||||||||||||||||
По найденным значениям |
qц проводилась прямая линия (например, |
|||||||||||||||||
для µF = 0,1 мм2). Каждая линия поля номограммы соответствовала по- |
||||||||||||||||||
стоянному значению µF и неизменной скорости истечения топлива из со- |
||||||||||||||||||
пла Т . Изменялась только продолжительность впрыска |
φВ, а определя- |
|||||||||||||||||
лась цикловая подача топлива qц . |
Д |
|
||||||||||||||||
На рис. 8.2 представлена номограмма, построенная для частоты вра- |
||||||||||||||||||
щения nн = 950 мин-1, |
Р = 40 МПа, |
|
|
ρТ = 850 кг/м3. Номограмма позволя- |
||||||||||||||
ет предварительно определять величину эффективногоИпроходного сечения распылителей для тракторных и автомобильных дизелей с цилиндро-
вой мощностью от 10 до 70 кВт [10].
По данной номограмме для заданной цикловой подачи топлива и требуемой продолжительности впрыска рекомендуется выбирать соответствующую величину эффективного проходного сечения распылителя. Например, для цикловой подачи топлива qц = 160 мм3 и значения
77
φВ = 10о величина µF = 0,3 мм2. Выбранная величина µF уточняется при доводке дизеля.
СР с. 8.2. Номограмма для |
Рис. 8.3. Номограмма для |
|||
определен я µF в зав |
определения µF в зависимости |
|||
от qц |
φВ: |
1 – 0,1 мм2; |
от qц и φВ :1 – µF= |
0,3 мм2; |
2 – 0,2 |
мм2; |
3 – 0,3 мм2; |
2 – 0,4 мм2; 3 – 0,5 |
мм2; |
4 |
– 0,4 мм2 |
4 – 0,6 мм2 |
|
|
симости |
|
|
||
На р с. 8.3 показана номограмма, |
которая построена для частоты |
|||
вращения вала насоса |
nн = 800 мин-1, среднего давления топлива перед |
|||
сопловыми отверстиямибАР = 40 МПа, плотности топлива ρТ = 850 кг/м3. Номограмма позволяет определить эффективное проходное сечение распылителей для дизеля цилиндровой мощностью до 100 кВт [10].
На рис. 8.4 предложена номограмма, построенная для частоты вращения вала насоса nн = 500 мин-1Д, среднего давления топлива перед сопловыми отверстиями Р = 40 МПа, плотности топлива ρТ = 850 кг/м3.
И
Рис. 8.4. Номограмма для определения µF
в зависимости от qц и φВ :1 – µF = 0,6 мм2;
2 – 0,7 мм2; 3 – 0,8 мм2; 4 – 0,9 мм2; 5 – 1 мм2
78
Номограмма позволяет определить эффективное проходное сечение распылителей для судовых и тепловозных дизелей с цилиндровой мощностью до 300 кВт [10].
8.3. Конструкция и принцип действия установки |
|
для определения эффективного проходного сечения |
|
С |
распылителя |
|
|
В процессе дл тельной эксплуатации форсунок при отсутствии за- |
|
коксовыван я ли его наличия величина µF распылителей изменяется. |
|
топлива |
|
Для определен я µF |
распылителей рекомендуется установка, изобра- |
женная на р с. 8.5 [10]. |
|
В баке 1 наход тся дизельное топливо. При открытом кране 2 оно
проходит через ф льтр 3 на вход к насосу высокого давления 4. Насос |
4 |
|
бА |
|
|
подает топл во в аккумулятор |
5, в котором поддерживается постоянное |
|
давление (5 МПа) при помощи перепускного клапана 6. Манометром |
7 |
|
контрол руется давлен е |
в аккумуляторе 5. |
|
Д
Рис. 8.5. Схема установки для определенияИпроходного сечения распылителя: 1 – бак с топливом; 2 – кран; 3 – фильтр; 4 – насос; 5 – аккумулятор; 6 – клапан перепускной; 7 – манометр;
8 – гаситель пены; 9 – форсунка с распылителем; 10 – распределитель впрыскиваемого топлива; 11 – мерная емкость
79
Из аккумулятора 5 топливо поступает к форсунке с распылителем 9. При помощи регулировочного винта пружина форсунки должна быть полностью ослаблена или удалена. Давление начала подъема иглы распылителя должно быть равно нулю. Топливо, вытекающее из сопловых отверстий, поступает в гаситель пены 8. При помощи распределителя 10 топливо из распылителя поступает в бак 1 или мерную емкость 11. Распределитель 10 управляется ручным способом или при помощи электромагнита и счетного устройства времени.
8.4. Порядок проведения испытаний
1. В форсунку 9 (см. рис. 8.5) устанавливают опытный распылитель, |
||
С |
|
|
предварительно определ в ход иглы распылителя, указав его номер и |
||
маркировку. Давлен е начала открытия иглы в форсунке должно быть |
||
равно нулю (форсунка |
ез пружины). |
|
2. Распредел тель впрыскиваемого топлива 10 устанавливают в по- |
||
ложение, |
котором топливо сливается в бак 1. |
|
при |
||
3. Включают стенд |
по манометру 7 контролируют давление топли- |
|
ва в аккумуляторе 5. Оно должно ыть равно 5·106 Н/м2. Из распылителя поступает поток топлива.
4. Распределитель 10 при помощи электромагнита устанавливают в положение «замер», и топливо поступает в мерную емкость 11. При по-
мощи счетного устройства определяют время заполнения емкости 11. |
||||||||||
|
|
Д |
|
|||||||
5. Объемный расход топлива Q из распылителя (м3/с) |
определяют |
|||||||||
из выраженияб[10] А |
|
|
|
|||||||
|
Q F Т F 2 Р/ Т , |
|
|
(8.10) |
||||||
где µF – эффективное проходное сечение распылителя, м2; |
Т – скорость |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
И |
||||
истечения топлива, м/с; Р – давление топлива перед сопловыми отвер- |
||||||||||
стиями, Н/м2; ρТ – плотность топлива, кг/м3. |
|
|
|
|
|
|||||
При Р = 5·106 Н/м2 |
и ρТ = 850 кг/м3 величина Т = 108 м/c. |
|||||||||
6. Объемное количество топлива V (м3), поступившее в |
емкость 11, |
|||||||||
зависит от расхода Q (м3/с) и времени ее заполнения t (с). |
|
|
|
|||||||
|
V Q t F |
|
|
|
|
t . |
|
|
|
|
|
|
2 Р/ Т |
|
|
|
(8.11) |
||||
|
F V /t / |
|
. |
|
|
|
|
|
||
Откуда |
2 Р/ Т |
|
|
|
|
(8.12) |
||||
Например, |
за время |
t = 15 c в мерную емкость 11 |
поступило |
|||||||
300 см3 топлива (3·10-4 м3), |
величина µF = 0,0000002 м2 , или 0,2 мм2. |
|||||||||
Для обеспечения высоких экономических и экологических характеристик двигателя все его распылители должны иметь одинаковые по ве-
80