Категории: ДомЗдоровьеЗоологияИнформатикаИскусствоИскусствоКомпьютерыКулинарияМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОбразованиеПедагогикаПитомцыПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРазноеРелигияСоциологияСпортСтатистикаТранспортФизикаФилософияФинансыХимияХоббиЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Расчет элементов топливной системы дизеля
Топливный насос высокого давления предназначен для отмеривания необходимого количества топлива и подачи его под высоким давлением в цилиндры в установленный момент в соответствии с порядком работы двигателя. Топливные насосы высокого давления золотникового типа с плунжерами, нагруженными пружинами и приводимыми в движение кулачками вращающегося вала применяют для автомобильных и тракторных дизелей. Расчет секции топливного насоса заключается в определении диаметра и хода плунжера, которые зависят от цикловой подачи насоса на режиме номинальной мощности дизеля. Цикловая подача, т.е. расход топлива за цикл: в массовых единицах (г/цикл) gц = ge · Ne · t /(120 n· i); в объемных единицах (мм3/цикл) Vц = ge · Ne · t /(10 n · i · rт). Производительность насоса должна быть больше величины Vц, чтобы перекрыть потери из-за деформации трубопроводов и утечек через неплотности, а также из-за сжатия топлива. Влияние указанных выше факторов на величину цикловой подачи учитывается коэффициентом подачи насоса, представляющим отношение объема цикловой подачи к объему, описанному плунжером на геометрическом активном ходе: hн = Vц/Vт, где Vт = fп · Sакт - теоретическая цикловая подача насоса, мм3/цикл (fп - площадь поперечного сечения плунжера, мм2; Sакт - активный ход плунжера, мм). Таким образом, теоретическая подача секции топливного насоса Vт = Vц/hн. Величина hн для автомобильных и тракторных дизелей при номинальной нагрузке изменяется в пределах 0,70…0,90. Полная производительность секции топливного насоса (мм3/цикл) с учетом перепуска топлива, перегрузки дизеля и обеспечения надежного пуска при низких температурах определяется по формуле Vн = (2,5 … 3,2)Vт. Это количество топлива должно быть равно объему, соответствующему полному ходу плунжера. Основные размеры насоса определяются из выражения Vн = p d2пл · Sпл /4, где dпл и Sпл - диаметр и полный ход плунжера, мм. Диаметр плунжера dпл = [4Vн /(p · Sпл / dпл)]1/3. Отношение Sпл /dпл изменяется в пределах 1,0 … 1,7. Диаметр плунжера насоса должен быть не менее 6 мм, так как при меньших диаметрах затрудняется обработка и пригонка плунжера в гильзе. Полный ход плунжера (мм) Sпл = (Sпл / dпл) dпл. При выбранном диаметре плунжера его активный ход Sакт = Vт / fпл, где VT - теоретическая подача секции топливного насоса, мм3/цикл. Форсункислужат для распыливания и равномерного распределения топлива по объему камеры сгорания дизеля. Форсунки бывают открытыми и закрытыми. В закрытых форсунках распыливающие отверстия сообщаются с трубопроводом высокого давления только в период подачи топлива. В открытых форсунках эта связь постоянна. Расчет форсунки сводится к определению диаметра сопловых отверстий. Объем топлива (мм3/цикл), впрыскиваемого форсункой за один рабочий ход четырехтактного дизеля (цикловая подача): Vц = ge · Ne · 103 /(30 n · i · rт). Время истечения топлива (с) Dt = Dj/(6n), где Dj - угол поворота коленчатого вала, град. Продолжительность подачи Dj задают в зависимости от типа смесеобразования дизеля. При пленочном смесеобразовании Dj = 15…25° поворота коленчатого вала, а при объемном, где требуется более высокая скорость впрыска, Dj = 10 … 20°. Средняя скорость истечения топлива (м/с) через сопловые отверстия распылителя определяется по формуле wф = [(2/rт)(рф - рц)], где рф - среднее давление впрыска топлива, Па; рц = (р¢с + рz)/2 - среднее давление газа в цилиндре в период впрыска, Па; р¢с и рz - давление в конце сжатия и сгорания, определяемые по данным теплового расчета дизеля, Па. Величина средней скорости истечения топлива изменяется в широких пределах: от 150 до 300 м/с. В дизелях без наддува рц = 3 … 6 МПа, а в двигателях с наддувом может быть значительно выше. Среднее давление впрыска рф зависит от величины затяжки пружины форсунки, гидравлического сопротивления сопел, диаметра и скорости движения плунжера и др. Чем выше давление впрыска, тем больше скорость истечения топлива и лучше его распыливание. В дизелях автомобильного и тракторного типов рф должно быть в пределах 15…40 МПа. Суммарная площадь (мм2) сопловых отверстий форсунки находится из выражения fс = Vц /(103 mф · wф · Dt), где mф - коэффициент расхода топлива, равный 0,65 … 0,85. Диаметр соплового отверстия форсунки dс = [4fс/(p m)]0,5, где m - число сопловых отверстий. При выборе числа и расположения сопловых отверстий исходят из формы камеры сгорания и способа смесеобразования. Одно-и двухдырчатые распылители с диаметром отверстия 0,4…0,6 мм применяют в дизелях с пленочным смесеобразованием, а многодырчатые распылители с диаметром отверстий 0,2 мм и более - в дизелях с объемным смесеобразованием.
9. СИСТЕМА ПИТАНИЯ ДВИГАТЕЛЯ АВТОМОБИЛЯ С ГАЗОБАЛЛОННОЙ УСТАНОВКОЙ
Горючие газы применяют в качестве топлива для двигателей автомобилей с газобаллонными установками. Газы бывают: сжатые (природные) газы — главным образом это метан, хранящийся при давлении до 20 МПа; сжиженные (нефтяные) газы — как правило, бутано-пропановые смеси; сжижающиеся при давлении 1,6 МПа. К достоинствам газовоздушных смесей можно отнести более высокие, чем бензиновоздушные, антидетонационные свойства, незначительную токсичность отработавших газов. Из-за отсутствия конденсации паров исключается смывание пленки масла со стенок гильз и поршней двигателя. Уменьшается степень нагарообразования на стенках камер сгорания цилиндров. В результате срок службы двигателя увеличивается в 1,5…2 раза. К недостаткам газобаллонных установок можно отнести: повышенные требования пожаро- и взрывоопасности; уменьшение мощности двигателя из-за более низкой, чем у бензина, скорости горения газовоздушной смеси; потерю грузоподъемности автомобиля вследствие массивности газобаллонных установок. Двигатели, работающие на газообразном топливе, создаются на базе карбюраторных, оборудованных специальной газобаллонной установкой, но сохраняющих способность работать и на бензине. Газобаллонная установка на сжатом газе (рис.9.1) содержит баллоны для хранения газа, расходные вентили, наполнительные вентили, подогреватель, редуктор высокого давления, электромагнитный клапан с фильтром, редуктор низкого давления, карбюратор-смеситель. На базовом автомобиле модели ЗИЛ-138 под платформой кузова установлены две группы баллонов для хранения сжатого газа, по четыре в каждой. Баллоны изготовлены из цельнотянутых стальных труб с толщиной стенок до 7 мм. В систему питания газ через расходные вентили может поступать как от одной из групп, так и от обеих сразу. Баллоны заряжаются газом через наполнительный вентиль. Через расходные вентили газ поступает в подогреватель, который предохраняет систему от замерзания за счет расширения газа в редукторе высокого давления. Для подогрева используется теплота отработавших газов.
Газ из редуктора высокого давления поступает посредством электромагнитного клапана, который открывается при пуске двигателя, в редуктор низкого давления. Редуктор низкого давления имеет две ступени, и давление газа в нем понижается с небольшим превышением атмосферного давления. Далее газ поступает в карбюратор-смеситель, а на режиме холостого хода - непосредственно в дроссельное пространство. Редуктор низкого давления имеет большое значение для системы питания. Он понижает давление газа, поступающего в карбюратор-смеситель, дозирует газ для приготовления газовоздушной смеси необходимого состава и отключает газовую магистраль при остановке двигателя. Давление газа в нем имеет небольшое превышение по сравнению с атмосферным. Двигатель работает по стандартной схеме питания бензином, система автономно подключена к карбюратору-смесителю. Газобаллонная установка на сжиженном газе (рис.9.2) включает баллон с газовой арматурой, наполнительный, магистральный и расходный вентили, испаритель, редуктор, смеситель. Баллоны, в которых содержится сжиженный газ в жидком и парообразном состоянии, свариваются из листовой стали. На баллоне имеются расходные вентили паровой и жидкостной фаз газа. При пуске и прогреве двигателя пользуются газом от паровой фазы, а после прогрева - от жидкостной. Газ от расходных вентилей поступает к магистральному вентилю и далее по шлангам высокого давления в испаритель, где под действием тепла охлаждающей жидкости двигателя испаряется. Далее в парообразном состоянии газ через фильтры (улавливаются механические примеси и смолистые вещества) попадает в газовый редуктор. Здесь происходит двухступенчатое снижение давления газа до уровня несколько выше атмосферного. Далее газ через дозирующе-экономай-зерное устройство по газопроводу поступает к обратному клапану входного патрубка смесителя и через форсунки - к дроссельным заслонкам газового смесителя. Из смесителя газовоздушная смесь поступает в цилиндры двигателя, где и сгорает.
На автобусах, в отличие от рассмотренной схемы, предусмотрена установка на крыше салона автобуса или по левому борту двух баллонов сжиженного газа и установка вместо магистрального вентиля электромагнитного клапана и двух манометров, показывающих давление газа в баллоне на первой ступени редуктора. В легковом автомобиле ГАЗ-2407 «Волга» элементы газобаллонной установки объединены в узлы: двухступенчатый редуктор-испаритель, фильтр сжиженного газа с электромагнитным клапаном, расходный вентиль жидкостной фазы с расходным вентилем паровой фазы, наполнительный вентиль с вентилем максимального заполнения баллона и предохранительным клапаном. Приборы, по которым контролируют работу газобаллонной установки на сжиженном газе: манометр, показывающий давление газа в полости первой ступени редуктора; указатель уровня сжиженного газа в баллоне. На двигателе установлены совместно газовый смеситель и карбюратор, что позволяет работать как на бутанопропановой смеси так и на бензине. Такая возможность используется для маневрирования в гараже и передвижения на короткое расстояние. При работе двигателя запрещается переводить его с одного вида топлива на другое, так как это приводит к повреждению диафрагмы газового редуктора. |
|||||
Последнее изменение этой страницы: 2016-07-23 lectmania.ru. Все права принадлежат авторам данных материалов. В случае нарушения авторского права напишите нам сюда... |