ООО"ФилАвто"   г.Энгельс

8(8453)771368,   8(8453)711439   filavto@yandex.ru

 

 

Дозирование цикловой подачи топлива и выбор способа ее регулирования.

Дозирование цикловой подачи топлива
В системах непосредственного действия с ТНВД золотникового и кла­панного типов дозирование обычно осуществляется перепуском части топлива во время нагнетательного хода плунжера, т.е. изменением его геометрического активного хода. Такое дозирование в дизелях является основным Для ВОД применяют также дозирование на всасывании при помощи дросселирующего устройства, которое регулирует наполнение насоса, а следовательно, и цикловую подачу топлива. В ВОД дозирование цикловой подачи иногда обеспечивается специальными дозаторами, из­менением хода плунжера, перепуском части топлива из линии высокого давления во всасывающую полость или применением комбинированных способов
Для аккумуляторных систем также используют различные способы дозирования цикловой подачи. Например, при наличии гидравлического аккумулятора большой емкости цикловая подача определяется временем подъема иглы распылителя или дозирующего устройства. В первом слу­чае устанавливают форсунку с механическим или электронным управле­нием подъема иглы, во втором - закрытую форсунку с пружинным запи­ранием иглы.
Регулирование фаз топливоподачи
Способ регулирования фаз топливоподачи в значительной мере за­висит от способа дозирования. В топливных насосах высокого давления клапанного и золотникового типов с перепуском топлива в период его на­гнетания, регулирование осуществляют по началу подачи (рис. 3.8, а), концу подачи (рис. 3.8, б) и по началу и концу подачи (рис. 3.8, в).


Фильтры,фильтроэлементы,судовые дизеля,двигатели
Рис. 3.8. Схемы топливных насосов высокого давления и диаграммы, характеризующие способ их регулирования: 7 - кулачковая шайба; 2 - ролик толкателя плунжера; 3 ~ плунжер; 4 ~ пружина плунжера; 5 - нагнетательный клапан; 6 ~ всасывающий клапан; 7 - канал подвода топлива; 8 - толкатель всасывающего клапана; 9 - пружина толкателя клапана регулирования;
10 и 13 ~ регулировочные болты толкателей клапанов; 11 - рычаг управления;
12 ~ эксцентриковый вал; 14 ~ толкатель отсечного клапана; 15 - отсечной клапан;
16 ~ отсечная полость

Сплошная линия условно показывает траекторию движения центра ролика толкателя плунжера, а штриховая - скорость его движения. Точка О соответствует моменту набегания ролика на выступ кулачковой шайбы; геометрическое начало нагнетания обозначено буквой Н, а геометричес кий конец нагнетания - буквой К, геометрический активный ход haK. Для клапанного насоса с регулированием по началу подачи геометрический конец нагнетания соответствует точке К. а для насоса с регулированием по концу подачи геометрическое начало нагнетания совпадает с точкой О.
Геометрическое начало нагнетания определяется моментом закрытия всасывающего клапана или окна с кромкой а плунжера, а геометричес­кий конец нагнетания зависит от момента открытия отсечного клапана или отверстия f/кромкой Ь. В схеме (рис. 3.8, б) клапанного насоса вса сывающий клапан выполняет роль и отсечного, а в схемах (рис. 3.8, а и б) золотникового насоса наполнительное отверстие с является и отсечным.
В клапанном насосе геометрическое начало нагнетания регулируется изменением зазора 5, а геометрический конец нагнетания - изменением зазора 5, (если плунжер находится в нижнем положении). Величина зазо ра зависит от поворота эксцентрикового вала, связанного с регулятором или пультом управления дизеля.
В золотниковом насосе изменение фаз топливоподачи осуществляет ся поворотом плунжера относительно отверстия втулки.
Если дозирование цикловой подачи осуществляется изменением на­полнения насоса, то регулируется только начало подачи, которое зависит от хода плунжера, необходимого для конденсации появляющихся при наполнении паров топлива. В последние годы в дизелях начали приме нять новый способ регулирования - комбинированный, в котором объе­динены способы регулирования по концу подачи и смешанный (рис. 3.9, г). Из рисунка видно, что при больших цикловых подачах (участок 1-2) регулируется только конец подачи, а при малых цикловых подачах (учас ток 2~3) - начало и конец.


Фильтры,фильтроэлементы,судовые дизеля,двигатели
Рис. 3.9. Способы регулирования золотниковых ТНВД: а - по началу подачи; б - по концу подачи; в - по началу и концу подачи (смешанное регулирование); г ~ комбинированный

При работе дизеля на частичных режимах (при любом способе регу­лирования ТНВД) максимальное давление сгорания ниже, чем на номи­нальном. Поэтому без увеличения механической нагрузки на детали ди­зеля на частичных его нагрузках давление р2 можно повысить до давле­ния Pzhom< если, конечно, скорость нарастания давления газов не превы­сит допустимого значения В результате экономичность дизеля на этих ре­жимах возрастает. Давление pz можно повысить путем увеличения угла геометрического начала нагнетания ф'оп за счет специальной геометрии нагнетательной кромки а плунжера (рис. 3.10, а).


Фильтры,фильтроэлементы,судовые дизеля,двигатели

Рис. 3. Ю. Регулирование начала нагнетания ТНВД: - ТНВД с регулированием по концу подачи; ТНВД с комбинированным регулированием

0,5 ndn

40 60 80 Ne, %

Положение 1—1' соответствует номинальной цикловой подаче. На участке 1~2 угол ф'оп увеличивается, а на участке 2~3 остается неизмен­ным (до момента 3-3'). В дальнейшем, с целью снижения скорости нара­стания давления газов, угол ф'оп уменьшают (участок 3-4).
Влияние такого способа регулирования угла ф'оп на экономичность дизеля показано на рис. 3 10, б.
Фирма MAN-B&W на дизелях серии МС/МСЕ применила механизм VIT (Variable injection timing), который позволяет изменять угол опереже­ния подачи топлива с одновременным регулированием цикловой подачи (рис. 3.11).
Изменение положения втулки плунжера по высоте относительно плунжера достигается при повороте втулки с винтовой прорезью, поме­щенной на соответствующей винтовой нарезке на нижнем конце втулки плунжера. Втулка с прорезью поворачивается зубчатой рейкой, сцеплен­ной с зубчатым венцом на наружной поверхности поворотной втулки Зубчатая рейка находится на конце тяги, соединенной с механизмом уп­равления опережения подачи топлива.
Изменение цикловой подачи топлива осуществляется поворотом плунжера. Для этого на нижнем конце плунжера помещена втулка с за­крепленным на ней зубчатым венцом, который поворачивается зубчатой рейкой, соединенной тягой с механизмом управления цикловой подачей топлива.


Фильтры,фильтроэлементы,судовые дизеля,двигатели
Рис. 3.77. Механизм VIT 7 - тяга механизма VIT; 2 ~ агрегат управления положения втулки плунжера по вертикали; 3 ~ сервомеханизм в агрегате управления;
4 ~ привод управления цикловой подачи топлива; 5 ~ выходной трубопровод к агрегату управления; 6 ~ вход; 7 - датчик управления опережения впрыска, связанный с рычагом привода регулирования цикловой подачей топлива;
8 ~ вал регулирования; 9 - тяга, связанная с поворотным устройством плунжера

Выбор способа регулирования ТНВД
Исходные значения фаз топливоподачи устанавливают на номиналь­ном режиме, и они не зависят от способа регулирования ТНВД.
При выборе способа регулирования фаз топливоподачи, прежде все­го, следует учесть, на режимах какой характеристики дизель будет экс­плуатироваться. При этом необходимо обеспечить наибольшую эконо­мичность дизеля на всех режимах работы без механической перегрузки его деталей по максимальному давлению сгорания и скорости нараста­ния давления газов в рабочем цилиндре. Изменение же температуры вы­пускных газов, косвенно определяющей теплонапряженность деталей ЦПГ, при выборе способа регулирования топливоподачи не учитывается, так как в дизелях с наддувом с уменьшением цикловой подачи топлива эта температура всегда снижается.
При работе дизеля с газотурбинным наддувом по винтовой характе­ристике следует отдать предпочтение регулированию ТНВД только по концу подачи, так как это обеспечивает наибольшую экономичность ди­зеля. В этом случае от максимального давления сгорания не зависит вы­бор способа регулирования (в дизелях с наддувом со снижением частоты вращения коленчатого вала это давление всегда падает, вследствие уменьшения давления наддувочного воздуха).
Такая рекомендация справедлива для всех дизелей при условии, что скорость нарастания давления газов со снижением частоты вращения ко­ленчатого вала не превышает допустимых значений. В противном случае, кроме конца подачи, необходимо регулировать и начало, т.е. регулиро­вание становится смешанным.
При работе дизеля по нагрузочной характеристике также следует ус­танавливать ТНВД, позволяющий регулировать только по концу подачи. Однако, если при доводке рабочего процесса дизеля будут получены вы­сокие значения скорости нарастания давления при малых нагрузках (на­пример, вследствие увеличения периода задержки воспламенения топ­лива, вызванного снижением температуры и давления воздуха в конце сжатия в рабочем цилиндре), то необходимо вводить смешанное регули­рование топливоподачи.
При работе дизеля по внешней характеристике фазы топливоподачи не регулируются, так как рейка ТНВД закреплена. Однако при снижении частоты вращения коленчатого вала и в случае номинальной цикловой подачи топлива (или близко к ней) может существенно возрасти не толь­ко скорость нарастания давления, но и максимальное давление сгорания. Поэтому в дизелях с широким диапазоном изменение частоты вращения вала при работе по внешней характеристике необходимо устанавливать автоматическую муфту опережения впрыска, которая при снижении час­тоты вращения позволяет уменьшить угол геометрического начала нагне­тания.


Обеспечение равномерной дозировки по отдельным цилиндрам
двигателя
В многоцилиндровых двигателях наблюдается неравномерность рас­пределения нагрузки по цилиндрам как на номинальном, так и, особен­но, на частичных режимах. Это обстоятельство сужает рабочий диапазон оборотов двигателя. Неодинаковость распределения нагрузок объясня­ется, с одной стороны, различием в цикловых подачах топлива По опыт­ным данным при максимальной подаче топлива неравномерность его распределения по цилиндрам достигает 2-3%.
Неравномерность подачи топлива по цилиндрам объясняется отклоне­нием эквивалентных сечений форсунок (достигающим 40%), вызванным:

  1. наличием заусениц в распылителях;
  2. различием в точности и чистоте обработки элементов топливной аппаратуры;
  3. неодинаковостью коэффициентов подачи отдельных насосов;
  4. различием в длинах нагнетательных трубопроводов.

Разница в длинах нагнетательных трубопроводов не должна превы­шать значений:
Д/ = (0,3-0,5М-, м,
^VlOM
где а - скорость распространения волны давления в топливопроводе; а = 1000 м/с,
пном - номинальное число оборотов двигателя в минуту.
У блочных насосов большое влияние на неравномерность подачи оказывают неодинаковые условия наполнения отдельных секций насоса. Причем большую неравномерность подачи имеют блочные насосы, у ко­торых отсечка топлива происходит в приемную полость. В момент отсеч­ки топливо через плунжер с большой скоростью попадает в приемную по­лость, вызывая возмущения и тем самым изменяя процесс наполнения и в других секциях насоса. Поэтому необходимо отделять отсечные полос­ти от приемных, а через приемные полости целесообразно прокачивать топливо.
Мероприятием по улучшению равномерности подачи по цилиндрам является тщательный подбор плунжерных пар и распылителей. Целесо­образно осуществлять селективный подбор ТА на двигатель в целом.
Улучшение распределения топлива может быть достигнуто примене­нием общих дозирующих устройств. В таких случаях применяется одно­плунжерный топливный насос и распределитель, связанный с каждым цилиндром.
Неравномерность подачи топлива по цилиндрам в насосах с золотни­ковым распределением проявляется при малых нагрузках и оборотах, ког­да полезный ход плунжера (характеризуемый расстоянием между отсеч­ными кромками) исчисляется несколькими миллиметрами. В этом случае наиболее существенно сказывается различие в состоянии отсечных кро­мок и в величине зазоров в плунжерных парах отдельных насосов.
Судовые дизели работают в широком диапазоне изменения нагрузки и оборотов. При изменении режима меняются условия впрыска, а также характеристики распыливания и подачи. При малых оборотах двигателя вследствие малого подъема иглы будет иметь место дросселирование топлива в кольцевом зазоре между иглой и седлом. Давление распыли­вания сильно падает. Еще более худшие условия создаются при пуске двигателя, когда давление топлива перед соплами составляет не более

  1. 2 от давления в нагнетательном трубопроводе в этот момент.

Для обеспечения хорошего распыливания на малых оборотах увели­чивают давление распыла на номинальных оборотах Это особенно ха­рактерно для двигателей с насос-форсунками.
Постоянство качества распыливания топлива при переменных обо­ротах двигателя может быть достигнуто применением топливных систем аккумуляторного типа.

 


 

 
 
         
 

 

 

Наши контакты

адрес:

Саратовская обл., г.Энгельс, Промзона

телефоны:

8(8453)77-13-68

89020483620

e-mail:

filavto@yandex.ru

 
Яндекс.Метрика