
на мобилу / Б17
.pdf
Билет №17 1. вопрос. Процедура расчета подачи в гидродинамическом методе расчета
Уравнение движения одномерного, нестационарного движения вязкой сжимаемой жидкости (течение в нагнетательном трубопроводе)
U |
|
1 |
P U U ( 0) kU 0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
x |
|
x |
|
|
|
|
u |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
k |
|
-коэфф-т гидравлического сопротивления |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
U |
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
2dò ð |
|||||||||||||||||
|
U |
( 0ò .ê. _ u |
a) |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
x |
x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
трубопровода. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
Вместо уравнения энергии – эмпирика для скорости звука: a |
dP |
|
d |
dP |
|
||||||||||||||||||
d |
a2 |
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Подставим и вычтем: |
2U a2 |
2U k |
U |
0 |
U |
0 -пренебрегаем гидрадинам-м трением) |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
x2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
( 2U |
a2 2U ) -волновое уравнение |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
2 |
|
|
|
x2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Н.У. 0, Px |
Pí à÷ ,Ux U0 . Решение Д,Аламбера: |
Px Pí à÷ Fx Wx -F-прямая волна, W- |
|||||||||||||||||||||
обратная. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Следствие отсюда: Ux U0 1a (Fx Wx ) Решение с учётом диссипации:
|
|
e k |
x |
|
e k |
Lò ð x |
P P |
F |
a |
W |
a |
||
x í à÷ |
x 0 |
|
|
x Lò ð |
|
|
Уравнение граничных условий у насоса:
d ï ë |
|
|
|
|
|
|
|
f |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
... |
||||||
|
|
1 |
|
c |
|
|
Qï ë |
( |
|
f |
|
|
|
f |
|
) |
|
|
2 |
(P |
P |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
âï |
âï |
î ò ñ |
î ò ñ |
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ï ë ï ë |
|
|
óò |
|
|
|
|
|
ï ë |
п о дкачки ) |
|
||||||||||||
dt |
|
|
|
|
Vï ë ï ë |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
T |
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
... êë |
fêë ) |
|
(Pï ë Pêë ) ñêë fêë |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
T |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
dPêë |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
p |
|
|
í |
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
êë fêë |
|
|
|
(Pï ë Pêë) ñêë fêë |
u |
|
fò ð |
|
|
|
||||||||||||||||||
dt |
|
|
|
|
|
|
T |
|
ò ð |
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
Vêë êë |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
dñêë |
|
|
|
1 |
|
f p (P |
P ) Pî ò êð f p ñêë (h h p ) |
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
dt |
|
|
|
|
m |
|
êë |
ï ë |
|
|
êë |
|
|
êë |
|
|
êë |
ï ð |
êë |
|
êë |
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
êë |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|

Pêëî ò êð -давление открытия клапана, dhdtêë cêë Уравнение граничных условий у форсунки:
dP |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
fò ð Qóòðàñï ñu fu ð f ð |
2 |
|
Pöèë) |
ñêë |
fêëp uí fò ð |
||||
ô |
uô |
(Pô |
||||||||||
|
|
|
||||||||||
dt |
|
Vô ô |
ò ð |
|
|
T |
|
|
|
ò ð |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
1 |
|
|
; |
dxu |
c , |
x -подъём иглы |
|||||
( |
|
|
)2 |
( |
|
|
|
)2 |
|
( |
|
|
|
)2 |
|
||||||||||
ñ |
f |
|
ê |
f |
ê |
|
|
P |
f |
P |
|
dt |
u |
u |
|
|
|
||||||||
|
ñ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
dcu |
|
|
|
1 |
|
|
|
|
äèô |
|
|
|
|
|
|
|
äèô |
|
äèô |
|
u |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
fu |
|
Pâï ð ( fu fu |
) Pô 0 fu |
c |
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
dt |
|
Pô |
|
|
ï ð xu |
||||||||||||||||||||
|
|
mê |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Tò î ï ë |
|
80С при жёстких условиях (обычно 40С) |
Процедура расчёта поцесса подачи.
0) t=0 Px=var = Pнач; Uх=0 (Uo)
1) интегрирование ур-й ГУ у ТНВД => Ркл (в полости клапана)
2) Pêë Pí à÷ Fx 0 Wx 0 ( 0) Fx 0
|
|
e k |
x |
|
e k |
Lò ð x |
|
|
3) F F |
a |
; W |
W |
a |
- с учётом трения, сетка |
|||
x |
x 0 |
|
|
x |
x L |
|
|
|
|
|
|
|
|
ò ð |
|
|
|
кратрная а
4)интегрирование ур-й ГУ у форсунки => Ркл (Р у форсунки)
5)из решения Д,Аламера: (определяем обратную волну в сечении конца трубопровода у форсунки)
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Wx Lò ð |
Fx Lò ð Pí àñ Pô ; |
qö Qô dt задаём qö -что хотим, а |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
потом находим и сравниваем (итерации с заданной |
||||||||
точностью) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
(hï ë |
|
|
|
qçàä qдейст в |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
(hï ë |
) |
|
) |
|
ö |
ö |
k |
|
; hï ë -задаётся |
|
|
|
|
|
|
|||
ê 1 |
ê |
|
|
äåì ï ô èðî âàí èÿ |
|
|
|
|
|
|
||||||||
àêò |
|
àêò |
|
|
T |
fn |
|
àêò |
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Сходимость по начальному давлению (Pí à÷ )ê 1 (Pí à÷ )ê |
|
|
qÒÍ ÂÄ |
qô î ðñ |
|
í à÷ -коэф-т |
||||||||||||
|
ö |
ö |
; |
|||||||||||||||
T (Vô |
Vêë |
fò ð Lò ð ) í à÷ |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
сжимаемости при Pнач.
Интегрирование уравнений граничных условий

P(t t) P(t) ft t ; ft -производная
Pt t Pt ft t t
Одношаговый метод с весовыми коэф-ми (ОМВК)
P |
P f |
t t |
t (1 ) f |
t |
t t |
t |
|
0.25 0.33
2.вопрос. Насос-форсунки: конструкции и схемы. Сравнение свойств разделенных и неразделенных топливных систем дизелей
Суть – в одном корпусе и ТНВД и форсунка, установленном в головке на место форсунки. Для высокооборотных Д. – отсутствует нагнетательный клапан, в судовых – всё на месте, это связано с размерами ЛВД и стремлением получить повышенные Рвпр. Схемы: 1)General Motors - импульсное догружение иглы: После закрытия впускного окна осущ-ся предварительное сжатие топлива, причём оно поступает как под, так и над иглой => существенно увеличиваем Рвпр, особенно на частичных скоростных и нагрухочных режимах.
2) Cummins сделала впрыск газотопливной эмульсии. Один прецезионный эл-т за плунжер и за иглу. Плунжер поднялся – в топливо понеслось в подплунжерную полость куда ранее попали газы из цлиндра, потом н опускается и смесь выпрыскивается. Дозирование – ихменением давления подкачки. +: обеспечивает мелкий распыл и хорошую экономичность.
Особенность сжатия 2-х фазной среды: впрыск с пологой (почти ступенька) хар-ка (важно для снижения шума, NOx, нагрузок в Д). - :отсутствует управление УОВТ, долгий впрыск, на малых частотах мало Рвпр.
Электроуправляемые - первая стадия электронного управления (ниже уже они)
3)Detroit Diezel: плунжер работает в форсунку и в канал, перекрываемый клапаном. Когда клапан закрывает канал – впрыск. Момент включения клапана позволяет решулировать цикловую подачу, УОВ. Наполнение канала также и через клапан, это препятствует избежать разряжения => нагнетательного клапана. Можно отключать цил-ы, 2-х фазный впрыск.
Основной «-» от простых форсунок – наличие быстродействующего клапана управления. В высокооборотном Д он должен срабатываь туда-сюду не более 0,1-0,2мс. Это возможно только при малых массах, усилии магнита более 250Н и гидравлической разгруженности клапана (Ртопл действует в обе стороны)
Достоинства: повышение давления впрыскивания за счет минимизации объемов сжимаемого топлива, отсутствие подвпрыскивания, уменьшение номенклатуры деталей, резкая отсечка подачи, меньшее закоксовывание и больший ресурс распылителя, меньшие затраты мощности, отсутствие необходимости в нагнетательном клапане, снижение запаздывания впрыскивания относительно нагнетания плунжера (что уменьшает разброс УОВТ по частотам вращения и уменьшает потребный диапазон его регулирования),

обеспечивают относительно более пологий передний фронт подачи (соответствует экологическим требованиям).
рис.: насос-форсунка обеспечивает более пологий передний фронт и более резкий задний. Отсюда: снижение жесткости сгорания, шумности, выбросов МОХ, получению крупных капель в конце впрыскивания, снижению сажеобразования. Налицо интенсификация подачи.
Недостатки: усложненные условия компоновки головки увеличенный диаметр форсуночной части, большее снижение давления впрыскивания на частичных режимах работы, усложненные и менее точные условия регулировки равномерности подачи по цилиндрам, усложнение привода реек и специального привода автоматического регулятора.
Сегодня насос-форсунки используются в дизелях с диаметром цилиндра 67...300 мм. Использование электронного управления => число достоинств выросло, а недостатков - уменьшилось: лунжерная
пара максимально упростилась, исчез механизм поворота плунжера, реечные тяги и индивидуальный автоматический регулятор, отпала необходимость выравнивания подачи по цилиндрам при регулировке, повысились экономичность, надежность пуска, снизилась эмиссия ВВ. Несомненно, что их значение в ближайшие 10.. .20 лет будет возрастать.