книги из ГПНТБ / Чернышев А.Н. Корабельные двигатели внутреннего сгорания. (Теория рабочих процессов поршневого двигателя) учебное пособие

И хотя подъем плунжера продолжается, вследствие перетека­

лы форсунки и н агн ета тел ьн ого клапана н а со са , та также сжи­ маемости топлива и податливости стенок в топливном тр убо ­

ф орсунки.

150

особенностей всей топливоподающей аппаратуры, взаимного подбора ее элементов и режима работы* На разных режимах работы дизеля интенсивность колебаний различна.

Одним из эффективных способов уменьшения амплитуды давления и даже полной ликвидации повторных впрысков яв­ ляется сокращение объема топлива в системе между насосом

ифорсункой, а также податливости стенок трубопровода. Это достигается уменьшением длины трубопровода (рис. 40)

иувеличением толщины его стенок или переходом на систе­ му насос-форсунок.

При работе дизеля между очередными впрысками топлива в замкнутом объеме, ограниченном нагнетательным клапаном насоса и иглой форсунки (рис. 40) существует остаточное давление росг , достигающее нескольких десятков атмосфер. Наличие остаточного давления имеет положительное значение, так как способствует надежному заполнению системы топли­ вом, ликвидации паровых мешков и сокращению до минимума

силой затяжки пружины и при определенной регулировке ма­

ло зависит от режима работы, то максимальное давление

„«а* ------------------

распыливания рр значительно меняется при изменении как числа оборотов, тах и нагрузки.

При уменьшении числа оборотов вала дизеля и сохранении цикловой подачи топлива неизменной, максимальное давление

А- постоянный коэффициент;

ж*=1» 3*1,8 - показатель степенной функции, зависящий от конструктивных особенностей и технического состояния топ­ ливоподающей аппаратуры, сорта и величины цикловой подачи

топлива.

Б топливной аппаратуре с разделенными насосами и фор­ сунками давление открытия иглы форсунки составляет 200 кГ/см2 и более, максимальное давление распиливания - 400-800 кГ/см2, а в насос-форсунках - до 2000 кГ/см2.

Нужное качество смесеобразования достигается придани­ ем камере и топливным факелам взаимосогласованной формы (рис. 41) при которой:

1)обеспечивается равномерное распределение топлива по объему и отсутствуют "мертвые зоны";

2)отсутствует касание топливным факелом стенок ка­

меры ;

3) в отдельных случаях обеспечивается вихревое дви­ жение воздуха, способствующее более равномерному распрелению смеси по объему камеры сгорания.

153

гает 60«80# суммарного объема Vc . Вихревая камера шаро­ вой формы (рис. 43) соединена с основной посредством ка­ нала большого проходного сечения. Во время хода сжатия перетекавшей из основной в вихревую камеру воздух приоб­ ретает вращательное движение, что способствует хорошему перемешиванию впрыскиваемого под давлением 80-150 кГ/см2 топлива и воздуха.

3) меньшая зависимость ка­ чества смесеобразования от числа оборотов дизеля и цикло­ вой подачи топлива по сравнению с однокамерными двигателя­ ми;

4) возможность уменьшения коэффициента избытка воз­ духа на номинальной мощности до I ,3 f l,4 ;

5) сравнительно плавное изменение давления в процес­ се сгорания.

Недостатки;

I ) повышенные потери вследствие разветвленной поверх­ ности охлаждения и затрат энергии на преодоление гидравли­ ческих сопротивлений при перетекании газа из вспомогатель­ ной камеры в главную (особенно велики у предхамерных дви­

156

ления в конце хода сжатия. Для увеличения этих параметров приходится увеличивать степень сжатия ( £ =16*20) и исполь­ зовать свечи накаливания, включаемые на период пуска дви­ гателя ;

3)сложность конструкции и высокая теплонапряженность крышки цилиндров;

4)трудности качественной очистки цилиндра от оста­ точных газов.

Пленочное смесеобразование

Если в однокамерных двигателях классической формы впрыскивание топлива осуществляется в объем пространства камеры сжатия и касание топливным факелом стенок не допу­ скается, то пленочное смесеобразование основано на проти­ воположном принципе.

Топливо впрыскивается в сферическую камеру (рис. 44), расположенную в поршне, посредством многодырчатой форсун­ ки таким образом, чтобы пример­ но 95# порции топлива распреде­ лилось в виде тончайшей пленки на поверхности этой камеры.

Равномерному распределению топ­ лива по поверхности камеры спо­ собствует наличие вихря воздуш­ ного заряда, образующегося при движении поршня как во время

наполнения, так и при сжатии.

Рис. 44. Схема камеры с пленочным смесеобразо­ ванием.

\'Л

Испаряющееся с поверхности пленки топливо воспламеня­ ется запальной частью впрыскиваемого в объем топлива, ко­ торая составляет примерно 54 общей порции. Температура воздуха в объеме камеры достаточна для самовоспламенения,

1)малая иунность и дымность процесса. Маломумная работа достигается за счет постепенного испарения с поверх­ ности стенки и сгорания топлива в объеме камеры. Наличие вихря обеспечивает хорошее перемешивание паров топлива с воздухом и весьма высокое качество сгорания;

2)высокая экономичность. Помимо достаточно хорошо организованного процесса сгорания, размещение камеры сго­ рания в поршне позволяет существенно уменьшить потери на теплоотдачу в стенки цилиндра;

3)многотопливность двигателя. Двигатель способен работать без перерегулировки на самых различных топливах от бензина до трансформаторного масла.

Вкачестве недостатка следует отметить сравнительно плохие пусковые качества, что объясняется низкой темпера­ турой стенок камеры и, как следствие, плохой испаряемостью топлива, а также отсутствием вихря при пуске, т .е . невоз­

§ 28. Влияние различных факторов на качество смесеобразования

Выполнение всех требований, предъявляемых к смесеоб­ разованию, обеспечивается как рациональным подбором эле­ ментов топливной аппаратуры в процессе конструирования двигателя, так и условиями его эксплуатации. Особо важную

156

роль играет правильная регулировка топливных насосов и форсунок, выполняемая как на специальных стендах, так и на самом дизеле.

Для правильной регулировки топливоподачи необходимо четко представлять влияние наиболее важных факторов на качество смесеобразования.

истечения топлива через форсуночные отверстия (см. фор­ мулу ( I 24)). От скорости же истечения зависит качество распыливания. Поэтому с увеличением давления тонкость и однородность распыливания улучшаются, что иллюстрируется

Рис. 45. Влияние давления распыливания на тонкость

различие в темпе изменения тонкости и однородности распы­ ливания. По мере увеличения давления распыливания темп из­ менения качества распыливания несколько замедляется, что

159