Материал: 2409
При среднем |
давлении топлива в камере управления форсунки |
Р = 100·106 Н/м2; |
ρТ = 850 кг/м3; Fж = 0,5·10 -7 м2 (диаметр жиклёра |
0,3 мм, коэффициент расхода μ= 0,7 ) и времени впрыска топлива 0,0021 с |
|
[см. формулу (9.15)] объем сливаемого топлива из камеры управления за время впрыска составит 48·10 -9 м3, или 48 мм3. За 1 мин форсунка дизеля
КамАЗ-740-73-400 |
совершает 950 впрысков топлива в камеру сгорания, и |
|||
С |
|
|
|
|
объем сливаемого топлива из камеры управления составит 45 600 мм3, или |
||||
45,6 см3. |
|
|
|
|
Допуст мое д |
|
агностическое значение сливаемого топлива вместе с |
||
утечками через зазоры в распылителе и управляющем поршне не должны |
||||
герметичность |
|
|||
превышать 150 см3 |
|
за 1 мин для одной форсунки [16]. При исправном со- |
||
стоянии форсунок вел ч на утечек топлива из штуцера 19 (см. рис. 9.4) у |
||||
всех форсунок должна |
ыть одинаковой (например, 100 ± 5 см3). |
|||
На р с. 9.10 показана установка для контроля величины объема сли- |
||||
бА |
||||
ваемого топл ва з штуцера форсунок с электрогидравлическим управле- |
||||
нием. Если сл ваемое топливо вместе с утечками превысит 150 см3, то |
||||
вначале проверяют |
|
|
|
клапана управления, а при необходи- |
мости пр т рают его |
ли заменяют. Комплект форсунок подбирается с |
|||
одинаковыми г дравл ческими и электрическими характеристиками. Каждая форсунка имеет со ственный индивидуальный код, определяющий такие характеристики, как расход топлива, время реакции, зависимость рабочих параметров от давления. Коды предназначены для точного
управления впрыском топлива в каждый из цилиндров. Д И
Рис. 9.10. Контроль сливаемого топлива из форсунок с электрогидравлическим управлением
96
Замена, настройка форсунок выполняются с использованием специального тестового оборудования. Выбраковка одной форсунки обычно требует замены или регулировки всего комплекта форсунок.
Для постоянного контроля объёма сливаемого топлива из форсунки со стороны клапана управления и оценки его технического состояния рекомендуется установка на каждую форсунку (в линию слива топлива) дат-
С1. Назван е, цели задачи работы.
чиков для определения расхода топлива.
Содержание отчета
2. Выполн ть расчет величины проходного сечения распылителя форсунки для разл чных давлений аккумуляторе (100, 150, 200, 250 МПа).
3. Выполн ть расчет электрогидравлического клапана управления ходом иглы распылителя для разл чных его конструктивных параметров (числа витков катушки электромагн та, вел ч ны зазора между сердечником и якорем).
4. Последовательность проведения диагностирования электрической и гидрав-
лической частей клапана |
|
форсункой. |
|
управления |
|
||
5. Выводы по |
. |
|
|
|
|
Контрольные вопросы и задания |
|
|
работе |
||
1. |
Для какой цели применяют управляемый процесс подачи топлива? |
||
2. |
Объясните принцип работы форсунки с электромагнитным управлением. |
||
3. |
Устройство и принцип действия системы питания, оборудованной фор- |
||
сунками с электромагнитнымАуправлением хода иглы.
4.Что называют цикловой подачей топлива и как она определяется?
5.Как зависит цикловая подача топлива от давления в аккумуляторе и продолжительности впрыска?
6.Для какой цели используют двухфазные и многофазные характеристики впрыска топлива?
7.С какой целью применяют запальную порцию топлива?
8.От каких факторов зависит цикловая подача топлива при использовании форсунок с электромагнитным управлением?
9.Какова последовательность расчета электрогидравлического клапана управления ходом иглы форсунки?
10.Как выполняется диагностирование форсунок с электрогидравлическим управлением хода иглы распылителя?
11.Предложите постоянный способ контроля объема сливаемого топлива из клапана управления форсункой (например, при помощи датчика расхода топлива).ДИ
97
Практическая работа № 10
РАСЧЕТНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯСИСТЕМЫ ПОДАЧИ ТОПЛИВА С ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИМ УПРАВЛЕНИЕМ ХОДА ИГЛЫ РАСПЫЛИТЕЛЯ
С10.1. Цели и задачи практической работы
Цели практ ческой работы: формирование и закрепление знаний по
разделу « стемы подачи топлива с пьезоэлектрическим управлением».
дику расчета пьезопр вода.
Задачи: зуч ть пр нцип работы системы подачи топлива с пьезоэлектрическ м управлен ем, освоить диагностирование форсунок и мето-
10.2. Устройство и принцип работы форсунки с пьезоэлектрическим управлением
На р с. 10.1 пр веден упрощенный вариант форсунки с пьезоэлектрическим управлен ем хода иглы [10]. Принцип действия форсунки с
пьезоэлектрическим управлением |
работе форсунки с электрогид- |
равлическим подобенуправлением. Только вместо электромагнита используется |
|
пьезоэлемент 2, который разделен электродами 3. |
|
При помощи рычага 4 перемещение пьезопривода передается на |
|
|
Д |
шток 5 с запорным конусом (клапан управления). Сливное отверстие 6 от- |
|
крывается, давление вАкамере управления 15 снижается, игла 10 переме- |
|
щается вверх под действием высокого давления в аккумуляторе 14, открывая сопловые отверстия 11. Начинается процесс подачи топлива. Конструкция и расположение клапана управления может быть различной, но функция одна – изменять величину давления в камереИуправления.
В пьезоэлектрическом преобразователе активными элементами являются пластины, изготовленные из природного кварца. Возможно применение пьезокерамического материала, например ЦТБС-8 (цирконат ZrO2, титанат бария BaTiO3, окись свинца PbO).
Пьезо – слово греческое и означает «давлю». звестной областью применения пьезоэлементов являются датчики давления. При действии давления на пьезоэлемент на его обкладках возникает разность потенциалов, которую можно измерить. Это явление называется пьезоэлектрическим эффектом.
98
Прямой пьезоэффект используют в технике для преобразования механических напряжений или деформаций в электрические сигналы (датчики давления, звукосниматели).
|
Рис. 10.1. Форсунка |
|
|
с пьезоэлектрическим управлением: |
|
||
1 |
– разъём; 2 – пьезоэлемент; |
|
|
3 |
– электрод; 4 – рычаг; |
|
|
5 |
– шток с запорным конусом; |
|
|
6 |
– сл вное отверст е; |
|
|
7 |
– поршень управлен я; |
|
|
8 |
– корпус форсунки; |
|
|
9 |
– пруж на; |
|
|
С10 – игла распыл теля; |
|
||
11 – сопловые отверст я; |
|
||
12 – подводящ й канал к рас- |
|
||
пылителю; |
|
|
|
13 – канал (ж клёр) подвода |
|
||
|
камеру управления; |
|
|
топлива |
|
||
14 – аккумулятор; 15 – камера |
|
||
управлен я; 16 – пруж на |
|
||
|
Принцип действия пьезопривода основан на обратном пьезоэлектри- |
||
ческом эффекте. О ратный пьезоэффект заключается в том, что внешнее |
|||
электрическое поле вызывает механическое |
напряжение внутри мате- |
||
риала, которое приводит к изменению формы кристаллической решётки и |
|||
росту (приращению) геометрических размеров. Указанными свойствами |
|||
|
|
бА |
|
обладают естественные монокристаллические |
вещества (кварц) или ис- |
||
кусственные (пьезокерамика – цирконат, титанат бария, окись свинца). |
|||
|
На рис. 10.2 показан упрощенный вариант кристаллической решёт- |
||
ки пьезоэлемента при отсутствии напряжения (исходное положение) и при |
|||
подаче напряжения, когда изменениеДформы кристаллической решётки |
|||
привело к росту (приращению) геометрических размеров. |
|||
|
|
|
И |
При отсутствии напряжения |
При подаче напряжения |
Рис. 10.2. Изменение формы кристаллической решётки
99
Приращение длины пьезоэлемента прямо пропорционально прилагаемому напряжению. Таким образом, можно управлять приращением длины (ходом) пьезоэлемента, изменяя напряжение на его обкладках. Управляющее напряжение может изменяться в диапазоне от 100 до 200 В и выше.
При подаче напряжения на элемент (столбик), состоящий, например, из 100 кварцевых пластин, удлиняется (изменяется форма кристаллической решётки). Каждый пьезоэлемент является электромеханическим преобразователем. Если его поместить в переменное электрическое поле, то амплитуда механ ческ х колебаний будет изменяться с частотой переменного поля.
На р с. 10.3 показано параллельное включение напряжения питания |
||||
С |
|
з 9 пластин [17]. Между пластинами выполнены |
||
для пакета, состоящего |
||||
электроды |
з серебра толщиной 6 – 12 мкм. Одна сторона пакета жестко за- |
|||
креплена, |
напр мер, |
в корпусе форсунки, а вторая сторона способна пере- |
||
мещаться при подаче |
мпульса напряжения. Для перехода пакета пластин в |
|||
начальноеположен енео |
|
изменить полярностьнапряжения. |
||
ходимо |
|
|||
|
бА |
|||
|
|
|
|
Д |
|
Рис. 10.3. Параллельное включение питания пьезопривода, |
|||
|
|
состоящего из набора пьезопластин |
||
|
|
|
|
И |
При работе пьезоэлектрического привода в составе форсунки под действием электрического напряжения пьезопакет расширяется в направлении электрического поля. При этом обеспечивается перемещение пропорционально управляющему напряжению и длине актюатора (пьезопакета). Развиваемое усилие пьезоэлемента площадью 4 мм2 достигает до 1000 Н и пропорционально площади поперечного сечения элемента.
100