Лабораторная работа №1
ИССЛЕДОВАНИЕ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ФОРСУНОК ДИЗЕЛЬНОГО ДВИГАТЕЛЯ (видео 1)
С1.1. Цель исследований
Экспериментальным путём определить эффективные проходные сечения распыл телей форсунок при различных давлениях истечения
топлива, а также оцен ть состояние форсунки по давлению начала регулировочныхвпрыска качеству распыла.
1.2. Теоретические основы
ПрактбАка эксплуатации показывает, что до 20% неисправностей двигателя автомо ля связано с нарушением конструктивных и
параметров топливной аппаратуры.
Топл вная аппаратура должна на всех возможных режимах работы двигателя подавать тре уемое количество топлива в определенный момент, по заданному закону, под определенным давлением. Одним из основных узлов топливной аппаратуры является форсунка, через которую и осуществляется впрыск топлива в цилиндр двигателя.
изображена форсунка дизелей семейства ЯМЗ.
Рис. 1.1. ФорсункаДдизелей семейства ЯМЗ:1- рас-
пылитель; 2- игла; 3- кольцевая камера;4- гайка И
распылителя; 5- корпус;6 – шток;7 – опорная шайба; 8- пружина; 9- регулировочный винт;10-контр- гайка;1-колпачок;12- сетчатый фильтр; 13-топлив- ный канал
Очевидно, что основными элементами, влияющими на показатели впрыска, являются распылитель и механизм, регулирующий давление начала впрыска.
Распылитель играет важную роль в формировании процесса впрыскивания, оптимальном распыливании и распределении топлива в камере сгорания. Распылители бывают штифтовые и бесштифтовые
8
(многодырчатые). Штифтовые распылители применяются для двигателей с разделёнными камерами сгорания, имеют одно отверстие диаметром 1,5…3мм. Бесштифтовые распылители используются на дизелях с непосредственным впрыском топлива и имеют несколько отверстий малого диаметра. Количество и диаметр
Сотверстий зависят от необходимой величины цикловой подачи, формы камеры сгорания и от параметров воздушного вихря в камере сгоран я. Отверст я распылителя изготавливаются при помощи
электроэроз онной обработки, при которой искровые разряды между электродомчистотыдеталью из-за высокой температуры испаряют металл.
Этот способ обеспеч вает оченьточные отверстия диаметром от0,12мм. Параметры распыливания – мелкость, равномерность и глубина проникновен я факела распыленного топлива, от которых зависит
бА |
|
качество протекан я ра очего процесса дизеля, в свою очередь, |
|
зависят не только |
геометрических размеров распыливающих |
отверст й, но также от |
их обработки, наличия острых кромок |
или скруглен й с внутренней входной стороны и др. Поэтому наряду с проверкой размеров распыливающих отверстий необходимо использовать гидравлический метод контроля с определением эффективного проходного сечения распылителей μс fс - произведения площади проходных сечений распыливающих отверстий fс на коэффициент расхода μс.
В комплекте форсунок, устанавливаемом на двигатель, значения эффективных проходных сечений отдельных форсунок, согласно техническим условиям, не должны иметь разницу более чем в 5 %.
При определении эффективного проходного сечения
распылителей форсунок необходимо |
устранить дросселирующее |
|
воздействие иглы форсунки, поэтому |
И |
|
при установке форсунки |
на |
|
стенд полностью отпускаетсяДзатяг пружины форсунки. |
з |
|
распылителя форсунки топливо поступает в мерный цилиндр, расход топлива через форсунку замеряется объёмным или весовым способом.
Так как эффективное проходное сечение форсунки μс fс зависит от давления истечения топлива, то перед подбором форсунок двигателя по эффективному проходному сечению необходимо предварительно найти и проанализировать зависимость эффективного проходного сечения μс fс от давления истечения топлива РТ.
Исследованию подлежат 1-2 форсунки.
Расход топлива через форсунки ΔV в м3 за время Δτ определится по формуле:
9
V 103 c fc |
2PT |
|
(1.1) |
|
|||
|
T |
|
|
где μс – коэффициент расхода, 0,6…0,9; fс – площадь сопловых отверстий, м2; РТ – давление топлива в гидроаккумуляторе, МПа; ρТ –
С |
= 840 кг/ м3; Δτ – время истечения топлива, с. |
||||||||||||||||||
плотность топлива; ρТ |
|||||||||||||||||||
Эффективное проходное сечение распылителя в м2 определяется |
|||||||||||||||||||
по формуле: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
V |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
c fc |
|
|
|
|
PT |
|
|
|
|
|
(1.2) |
|
рис |
|
103 2 |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
T |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Для разл чных давлений истечения топлива определяют |
|||||||||||||||||||
значен е μсfс |
|
по н м строят графическую зависимость μc fc f( РТ) |
|||||||||||||||||
( . 1.2). |
бА |
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
, м |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
с |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
f |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
с |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
µ |
|
|
Р, МПа |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
РТ мПА |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Д |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
Рис. 1.2. Зависимость эффективного проходного сечения |
|
|||||||||||||||||
|
|
распылителя форсунки от давления истечения топлива |
|
||||||||||||||||
При Рт=5МПа, эффективное проходное сечение распылителя |
|||||||||||||||||||
остается постоянным. |
|
|
|
|
|
|
|
И |
|||||||||||
Анализ |
данной |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
графической зависимости показывает, |
что |
||||||||||||||||||
эффективное проходное сечение μс fс зависит от давления истечения топлива РТ только до определенных значений последнего (обычно до 5 мН/м2). Дальнейшее же увеличение давления истечения РТ не оказывает какоголибо влияния на значения μс fс.
Поэтому сравнение значений эффективных проходных сечений распылителей форсунок при подборе форсунок в комплект на один двигатель необходимо осуществлять при давлении истечения топлива, равном или большем давления РТ , при котором значение μс fс стабилизируется. В таблице 1.1. представлены характеристики распылителей отечественных двигателей.
10
|
|
|
|
|
|
Таблица1.1. |
|
Характеристики распылителей отечественных двигателей |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Двигатель |
|
Форсунка |
Распылитель |
Числоидиаметр |
μсfс |
|
|
сопловыхотверстий |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
ЯМЗ-236,238 |
|
ЯЗТА |
бесштифтовый |
4 0,36 |
0,238…0,258 |
|
КамАЗ- |
|
273.1112010- |
бесштифтовый |
5 0,35 |
0,270…0,290 |
|
740.11-240 |
|
50 |
|
|
|
|
Д-240 |
|
Д-240 |
штифтовый |
1 2 |
1,80…2,10 |
|
Форсунки |
|
|
|||
|
|
|
1.3. Техническое обеспечение |
|
||
СНаучносследовательский стенд для статической проливки |
||||||
|
распыл телей форсунок. |
|
|
|||
|
тенд КИ–3333 для регулировки форсунок. |
|
||||
|
|
бА |
|
|||
д зельного двигателя. Секундомер.
Весы с разновесом.
1.4. Описание и схема стенда для статической проливки распылителей форсунок
Топливо из топливного ака подается подкачавающим насосом через фильтр грубой очистки в фильтр тонкой очистки. Очищенное топливо поступает в насос высокогоДдавления 1. Привод насоса высокого давления осуществляется посредством клиноременной передачи от электродвигателя переменного тока 7.
И
Рис. 1.3. Стенд для статической проливки распылителей форсунок
11