6.9 Расчёт системы питания

6.9.1 Расчёт топливного насоса высокого давления

Основной функцией любого топливного насоса высокого давления (ТНВД) является обеспечение подачи топлива к форсункам под необходимым давлением, на любых режимах работы двигателя и в течение всего срока эксплуатации транспортного средства. Система CommonRailотличается тем, что в ней ТНВД лишен распределительных функций и необходим лишь для создания резерва топлива и быстрого повышения давления в топливном аккумуляторе.

Цикловая подача топлива на режиме номинальной мощности двигателя:

где частота вращения коленчатого вала,

плотность дизельного топлива,

Минутный объёмный расход топлива для подачи в цилиндры на номинальном режиме:

Необходимая производительность должна быть скорректирована по причине утечек в распылителе, утечек в плунжере, утечек в электроуправляемом клапане, а также с учётом расхода на управление:

где коэффициент для электрогидравлических форсунок,

Производительность насоса за один оборот его вала:

где

При пусковой подаче топлива производительность насоса должна быть в 2 раза выше, чем при номинальном режиме:

Так как насос осуществляет нагнетание топлива при помощи двух плунжерных пар, расположенных рядно, то подача одной плунжерной пары должна составлять:

С учётом коэффициента подачи

Объем выражаем через полный ход плунжера и его диаметр:

где полный ход плунжера.

Определим диаметр плунжера:

Принимаем

Принимаем

Полный ход плунжера: , принимаем

Активный ход плунжера:

Рассчитанную цикловую подачу на расчётном режиме обеспечит топливный насос высокого давления производства фирмы “BOSCH” (Германия). Так как ТНВД рассчитан на большую величину подачи, чем требуется на номинальном режиме, возникает избыток сжатого топлива, которое через клапан регулирования давления возвращается в топливный бак. Требуемый момент начала впрыскивания и величина подачи топлива обеспечиваются действием электромагнитного клапана форсунки. Момент начала впрыскивания устанавливается системой электронного управления работы дизеля.

6.9.2 Расчёт форсунки

Продолжительность впрыска по данным фирмы BOSCH составляет:

Средняя скорость распыливания топлива зависит от перепада давлений на входе в распыливающие отверстия и выходе из них:

где давление впрыска топлива (по данным фирмы BOSCH);

среднее давление газа в цилиндре в период впрыска:

Условная площадь проходного сечения распыливающих отверстий находится из соотношения:

где коэффициент расхода топлива через распыливающие отверстия:Для расчёта принимаем

Диаметр соплового отверстия:

где – количество распыливающих отверстий..

6.9.3 Расчёт топливного аккумулятора

Цикловая подача аккумулятора:

где цикловая подача топлива на номинальном режиме,;

коэффициент сжимаемости дизельного топлива;

допустимое отклонение давления в аккумуляторе от заданного,

6.10 Расчёт системы пуска

Для пуска двигателя необходимо, чтобы частота вращения его вала обеспечивала условия возникновения и нормальное протекание рабочих циклов в двигателе. Выбираем масло марки М10Г₂. В соответствии с требованиями ГОСТ 8581-78 предельной температурой холодного запуска автотракторных дизелей со штатной пусковой системой считают -10С.

Выбираем пусковую частоту .

Момент сопротивления при вязкости масла :

где диаметр цилиндра,

коэффициент, учитывающий влияние размеров поверхностей трения на момент сопротивления,.

Расчётное значение момента сопротивления:

где показатель степени, зависящий от частоты вращения,.

По графику (рисунок 6.10 [6]) для температуры -10С вязкость масла

Требуемая мощность пусковой системы:

Мощность стартера для запуска двигателя составляет 4,37 % от мощности двигателя.