13. Процессы распыливания топлива в дизелях.

13.1. Какой механизм распыливания топлива преобладает в дизелях?

Впрыскивание в цилиндр происходит из распылителя форсунки под действием перепада давлений в канале перед распыливающими отверстиями и в камере сгорания – давления впрыскивания. Начало подачи и конец подачи должны обеспечивать более полное использование теплоты топлива. При истечении с большими скоростями начинается волновой распад струи с образованием большого количества капель вблизи распыливающего отверстия. Такой распад называется распыливанием и он является основным видом распада. Определяющими в процессе распада струй являются начальные возмущения в потоке топлива при движении в распылителе, под действием которых, а также сил аэродинамического сопротивления, струя разрывается на отдельные частицы, нити и капли. Частицы деформируются под действием сопротивления и поверхностного натяжения, что способствует разрыву нитей и пленок и еще большему распаду капель.

13.2. Рассмотрите графики интегральной и частотной характеристик распыливания. Как они изменя­ются при повышении давлений впрыскивания? Чем характеризуется неоднородность распыливания?

Графики (рис. 10.1) показывают: 1 – интегральная характеристика, показывает зависимость величины  (отношение объема капель, имеющих диаметры от минимального до данного, к объему капель – ей характеризуется неоднородность распыливания) от диаметра капель d_к. Характеристика в виде кривых частот относительных объемов капель в зависимости от диаметров – частотные характеристики. При повышении давления впрыска мелкость распыливания увеличивается, тогда интегральная характеристика должна быть круче и ближе к оси ординат, а максимум частотной тоже должен смещаться к оси ординат.

13.3. Какие основные факторы и как влияют на мелкость распыливания топлива?

При истечении с большими скоростями начинается волновой распад струи с образованием большого количества капель вблизи распыливающего отверстия. Такой распад называется распыливанием и он является основным видом распада. Определяющими в процессе распада струй являются начальные возмущения в потоке топлива при движении в распылителе, под действием которых, а также сил аэродинамического сопротивления, струя разрывается на отдельные частицы, нити и капли. Граница перехода к распыливанию зависит от скорости истечения, а также от физических свойств жидкости и начальных возмущений. Величина начальных возмущений зависит от конструкции распылителя, скорости течения топлива, геометрической формы распыливающих отверстий, остроты их входных кромок и физических свойств жидкости.

13.4. Приведите графики пути, скорости вершины струи и ее ширины в функции времени, прошедше­го от начала впрыскивания.

Рис. 9.5.

13.5. Какие основные факторы и как влияют на динамику развития топливных струй?

К таким факторам относятся параметры впрыскивания (характеристика впрыскивания и давления распыливания), конструктивные особенности распылителя, физические свойства топлива и газовой среды и режимы работы топливной системы. Средние диаметры капель находятся в обратной зависимости от скорости истечения. Увеличение энергии вихрей и турбулентности способствует дроблению струи, мелкости и увеличивает угол рассеяния. Поэтому распыливание улучшается при более острой входной кромке отверстия. Длина струи зависит от скорости и массы топлива и, определяемых давлением распыливания и проходным сечением. Из физических свойств на распыливание оказывает влияние вязкость. Повышение плотности газовой среды способствует распаду струи и дроблению крупных капель.

13.6. Как влияют на характеристики впрыскивания и распыливания режимные факторы: частота вра­щения и нагрузка?

Увеличение частоты вращения кулачкового вала ТНВД приводит к повышению давления впрыскивания и скорости истечения топлива из распылителя. В результате распыливание становится более мелким и однородным. С ростом скоростного режима длина струи увеличивается.