на мобилу / Б1

Билет №1

1. вопрос. Сжимаемость топлива: ее количественная мера, зависимость от параметров среды, способы учета в методах расчета процесса подачи. Сжимаемость среды, т.е.

способность уменьшать объем при увеличении давления. В ТПА сжимаемостью пренебречь нельзя. Мера сжимаемости – коэффициент сжимаемости β или объемный модуль упругости Еv = 1/β. Используется в расчетах для описания сжимаемости при данном давлении.

удобен для оценки процесса в конечном интервале от какого-нибудь Ро до текущего Р, например для обработки экспериментального исследования сжимаемости.

Коэффициент сжимаемости увеличивается с ростом температуры, уменьшением давления и плотности нефтепродуктов. Несправедливость закона Гука – уменьшение β с давлением – объясняется наличием в топливе нерастворенного воздуха, лишь при высоких давлениях его влияние исчерпывается. В ТПА непосредственного действия, чем больше влияния сжимаемости топлива, тем меньше влияния закона и скорости движения плунжера на характеристику подачи. Понимая под Ро начальное давление в ЛВД – Рнач, Vц – объемную цикловую подачу, оценим максимально возможный уровень подъема давления Рмакс Рмакс = Рнач + Vц/(Vлвд). Рассмотрим 2 предельных случая. Можно увеличить

Vлвд настолько, чтоРмакс не превысит давления начала впрыскивания ( форсунка не откроется). При мин Vлвд можно ожидать небольших давлений нагнетания. Уменьшение мертвых объемов – тенденция совершенствования ТПА непосредственного действия. Если считать ТПА с кулачковым приводом расход топлива через сопла форсунки Qc определяется скоростью Спл плунжера, приходим к выводу о сильном влиянии напора на соплах Рс от частоты вращения вала n

Из этих соотношений продолжительность впрыскивания топлива не зависит от частоты вращения, а Рвпр растет в квадратичной зависимости, в действительности Рвпр растет значительно медленнее, что обусловлено сжимаемостью топлива.С.Т. – аккумулирование потенциальной энергии, непосредственно снижающее давление впрыскивания. Высвобождение этой энергии обеспечивает вялое окончание впрыскивания, от которого во избежания дымления и перерасхода топлива пытаются избавится резкой отсечкой подачи. В ТПА с непосредственным действием С.Т. имеет всегда отрицательный характер. Вместо обычного в газодинамике уравнения состояния используются соотношения для коэфф сжимаемости( см выше). В более современных и точных методах расчета используется уравнение состояния и энергии. В более традиционных расчетах используется β, значения которого фактически учитывают имеющуюся характерную для ТП неизотермичность. Для них полезен приведенный ниже анализ известных выражений для β.

2. вопрос. Закоксовывание внутренних и внешних поверхностей распылителей - одни из основных дефектов форсунок. В обоих случаях первопричинами являются дефекты работы самой ТПА. Процессы интенсифицируются с ростом температуры распылителя.

Закоксовывание внешних поверхностей и связанный с этим перегрев распылителя обусловлены истечением топлива из сопловых отверстий с малыми скоростями, например, в результате вялого окончания подачи или зависания иглы, а также вызываются подтеканием, негерметичностью запорного конуса иглы. В результате неполного сгорания, на носике распылителя образуются коксовые отложения. Закоксовывание внутренних поверхностей распылителя происходит вследствие окисления и полимеризации остающегося на поверхности металла топлива с образованием твердой и прочной лаковой пленки. При этом уменьшается сечение сопловых отверстий, изменяются режимы подачи. Необходимыми условиями протекания процесса закоксовывания является высокая температура (более 180-190°С) и контакт топливной пленки с газами при их забросе из цилиндра в распылитель. Для исключения второго условия необходимо обеспечить Рвпр>Рц для всех моментов подачи, в частности, принимают меры для ускорения закрытия иглы форсунки. Лакообразование также заметно снижается при уменьшении шероховатости поверхности (например, после гидрополирования), при замене стали ШХ15 на ХВГ. Степень закоксовывания распылителя минимальна при некоторой скорости разгрузки ЛВД - оптимальной между минимально допустимой скоростью истечения топлива, подтеканием с одной стороны и прорывом газов в форсунку при очень резкой отсечке с другой.

Ограничение тепловой нагруженности распылителей является одной из актуальных задач проектирования ТПА. При перегреве распылителя снижается твердость запирающих поверхностей по посадочному конусу, увеличивается их износ, изменяется величина зазоров в прецизионном соединении, уменьшается его герметичность. В результате тепл деформаций возможно зависание иглы. Рабочую температуру распылителя уменьшают интенсификацией принудительного охлаждения, охлаждения нагнетаемым топливом, охлаждением форсуночного стакана головки цилиндра, уменьшением площадь тепловоспринимающей поверхности (минимальный диаметр dн распылителей доведен до 7 мм). Используют запрессованные в тело головки защитные колпачки-экраны (снижают температуру распылителя на 25-40°С), а их эффективность возрастает при установке вблизи его носика теплоизолирующей прокладки, препятствующей циркуляции горячих газов в зазоре между цилиндрическими поверхностями.

Уменьшение зазора при установке форсунки в своем гнезде существенно снижает теплоотдачу в распылитель и его температуру. Из технолог соображений радиальный зазор огранич до 0,3 - 1,0 мм, однако, очень важно, чтобы он был одинаков по периметру. При плохом центрировании распылителя, в результате тепл деформ резко увеличивается вероятность зависания иглы и разгермет форсунки. Поэтому форсунки центрируют по накидной гайке распылителя с зазором 0,1. ..0,15 в автотракторных и до 0,3...0,4 мм в судовых и тепловозных дизелях.