1.4. Анализ влияния показателей технического состояния форсунки на параметры дизеля в эксплуатации

В процессе эксплуатации параметры технического состояния форсунки изменяются вследствие различных причин. Рассмотрим причины влияющие на изменение параметров технического состояния форсунки.

– Давление начала впрыска топлива (начала подъема иглы распылителя) при эксплуатации уменьшается. Это происходит вследствие износа торцовых поверхностей деталей, воспринимающих давление сжатой пружины, и потери упругости самой пружины. Наиболее интенсивное изнашивание сопряжений происходит в начальный период эксплуатации (в процессе приработки деталей). Жесткость пружины также интенсивно снижается в начале работы форсунки.

Как уже отмечалось, при снижении давления начала впрыска топлива увеличивается угол опережения впрыска, вследствие чего изменяются мощностные и экономические показатели.

– Качество распыливания влияет на надежность и долговечность распылителей. При плохом качестве распыливания топлива распылители быстро закоксовываются и выходят из строя, в результате этого снижается мощность и экономичность двигателя.

На качество распыливания и впрыска топлива существенное влияние оказывает состояние запирающего конуса распылителя и давление впрыска, противодавление в камере сгорания и вязкость топлива.

Распыливание топлива значительно ухудшается или вовсе прекращается при закоксовывании сопла распылителя или зависании иглы, происходящих вследствие нагарообразования и лакоотложений под действием высокой температуры газов. При загрязнении или износе уплотняющих конусов корпуса и иглы распылителя нарушается герметичность распылителя, вследствие чего он начинает подтекать, способствуя образованию нагара в сопле и на торцовой поверхности распылителя. Зависание иглы происходит по причине схватывания металла иглы и корпуса распылителя на участке направляющей поверхности, что происходит в результате перегрева и деформации корпуса.

Одна из основных причин закоксовывания многодырчатых распылителей - наличие в сопловых отверстиях топлива, остающегося там по окончании впрыска и подвергающегося физико-химическим изменениям под действием высокой температуры газов в камере сгорания.

– При снижении давления затяжки пружины форсунки и чрезмерно большой разгрузке топливопроводов высокого давления, особенно при работе на малой подаче, давление топлива в форсунке может оказаться ниже давления газов в камере сгорания. По этой причине газы, имеющие высокую температуру, проникают в полость распылителя и нагревают находящееся там топливо. Вместе с газами во внутреннюю полость распылителя заносятся частички нагара. На рабочих поверхностях иглы и корпуса распылителя образуются лаковые пленки и налет нагара, которые снижают теплопроводность металла. Поэтому происходит дальнейшее повышение температуры распылителя, вследствие чего лаковая пленка и нагар превращаются в твердые отложения кокса. Все это ускоряет износ иглы и корпуса распылителя, вызывает образование на их поверхностях неровностей, а следовательно, ухудшает качество распыливания топлива.

– При повышении вязкости топлива (например, в случае переохлаждения двигателя), уменьшении давления затяжки пружины форсунки я увеличении противодавления газов в камере сгорания ухудшается дробление частиц топлива, факел распыленного топлива становится неоднородным, искажается его форма и уменьшается дальнобойность. Форма факела зависит также от формы штифта иглы, которая изменяется при его изнашивании, коррозии и обгорании. Форма и напра­вление факела искажаются вследствие закоксовывания сопловых отверстий и штифта. Закоксовывание распылителя может также происходить при дроблении впрыскиваемого топлива, или так называемом подвпрыске. Последний происходит вследствие вибрации иглы при чрезмерно малой разгрузке топливопроводов высокого давления, которая наблюдается в случае значительного износа разгружающего пояска распылителя.

По отмеченным причинам топливо плохо перемешивается с воздухом и ухудшается процесс сгорания, вследствие чего снижаются мощность и экономичность двигателя.

– Пропускная способность форсунок в процессе эксплуатации может как увеличиваться, так и уменьшаться. Увеличивается она в результате увеличения проходного сечения сопловых отверстий и максимального хода иглы, происходящих соответственно при изнашивании уплотняющих поверхностей распылителя и торца корпуса форсунки, а также при снижении давления затяжки пружины форсунки. Например, по данным ЦНИТА, в результате уменьшения давления затяжки пружины форсунки 6Т2-20С1-В на двигателе Д-37М со 170 до 80 кгс/см цикловая подача увеличилась на 20%.

Уменьшение пропускной способности форсунок вызывается закоксовыванием проходных сечений распылителей. Ввиду различия технического состояния распылителей и условий их работы пропускная способность отдельных форсунок одного и того же двигателя изменяется неодинаково, что ведет к увеличению степени неравномерности подачи топлива в цилиндры.