Розрахунок паливного насоса високого тиску

Розрахунок системи паливоподачи дизеля звичайно зводиться до визначення параметрів її основних елементів: паливного насоса високого тиску і форсунок.

Паливний насос високого тиску є основним конструктивним елементом системи живлення дизелів. Він призначений для відмірювання необхідної кількості палива і подачі його під високим тиском у циліндри у встановлений момент відповідно до порядку роботи двигуна.

Для автомобільних і тракторних дизелів у даний час застосовують паливні насоси високого тиску золотникового типу з плунжерами, навантаженими пружинами і кулачками вала, що обертається.

Розрахунок секції паливного насоса полягає у визначенні діаметра і ходу плунжера. Ці основні конструктивні параметри насоса знаходяться в залежності від його циклової подачі на режимі номінальної потужності дизеля.

Циклова подача, тобто витрата палива за цикл:

у масових одиницях (г/цикл)

g_ц = g_еN_et/(120ni);

в об'ємних одиницях (мм³/цикл)

V_ц = g_еN_et/(120nir_т).

Унаслідок стиску палива і витоків через нещільності, а також через деформацію трубопроводів високого тиску продуктивність насоса повинна бути більше величини V_ц.

Вплив зазначених вище факторів на величину циклової подачі враховується коефіцієнтом подачі насоса, що представляє собою відношення об'єму циклової подачі до об'єму, який описан плунжером на геометричному активному ході:

h_н = V_ц / V_т,

де V_т = f_пS_акт - теоретична циклова подача насоса, мм³/цикл (f_п - площа поперечного переріза плунжера, мм²; S_акт - активний хід плунжера, мм).

Таким чином, теоретична подача секції паливного насоса

V_т = V_ц /h_н.

Величина h_н для автомобільних і тракторних дизелів при номінальному навантаженні змінюється в межах 0,70—0,90.

Повна продуктивність секції паливного насоса (мм³/цикл) з урахуванням перепуску палива, перевантаження дизеля і забезпечення надійного пуску при низьких температурах визначається за формулою

V = (2,5 -3,2)V_т.

Це кількість палива повинна дорівнювати об'єму, який відповідає повному ходу плунжера.

Основні розміри насоса визначаються з вираження

V_н = pd²_плS_пл/4,

де d_пл і S_пл - діаметр і повний хід плунжера, мм.

Діаметр плунжера

Відношення S_пл / d_пл змінюється в межах 1,0—1,7. Діаметр плунжера насоса повинен бути не менш 6 мм. При менших діаметрах утрудняється обробка і пригін плунжера в гільзі.

По статистичним даним для дизелів без наддуву діаметр плунжера залежить головним чином від діаметра циліндра і не залежить від способу сумішоутворення і номінального швидкісного режиму двигуна. Відношення d_пл / D = 0,065 - 0,08 справедливо для дизелів без наддуву як з розділеними, так і з нерозділеними камерами, з V_h = 0,61-1,9л и n = 2000 - 4000 об/хв.

Повний хід плунжера (мм)

S_пл = (S_пл/d_пл) d_пл.

Основні конструктивні параметри паливних насосів високого тиску повинні відповідати ГОСТ 10578-74.

Діаметр плунжера

d_пл , мм... 5; 5,5; 6; 6,5; 7; 7,5; 8; 8,5; 9; 10; 11; 12 і т.д.

Хід плунжера

S_пл,мм.... 7; 8; 9; 10; 12; 16; 20.

Отримані в ході розрахунку значення діаметра і ходу плунжера повинні бути скоректовані за ГОСТом.

При обраному діаметрі плунжера його активний хід

S_акт = V_т / f_пл.

13.4 Будова і принцип дії форсунок дизелів

Форсунки призначені для розпилювання палива й утворення факела палива, що забезпечує необхідне сумішоутворення в камері згоряння. Розрізняють форсунки відкритого і закритого типів. Відкриті форсунки представляють із себе одне чи кілька соплових отворів, розташованих на кінці нагнітального трубопроводу, тобто об'єм порожнини високого тиску завжди повідомляється з простором камери згоряння. Істотним недоліком форсунки є те, що в результаті розширення об'єму палива в нагнітальному трубопроводі після відсічення відбувається витікання палива через сопло при малих тисках розпилювання. Це приводить до погіршення, неповноті згоряння, закоксовуванню форсунок. Відкриті форсунки застосовують для паливних систем з невеликим об'ємом між плунжером і сопловим отвором. У закритих форсунках, завдяки запірному органу - голці, нагнітальна порожнина з'єднується з камерою згоряння тільки в процесі вприскування палива. Привід закритих форсунок може бути механічним чи гідравлічним. Паливо розпилюється розпилювачем, який складається з корпуса і голки. Голка притискається до корпуса пружиною. Принцип дії закритої форсунки з гідравлічним керуванням полягає в тому, що, коли зусилля, яке створюється стиснутим паливом, переборює силу пружини, голка розпилювача відходить від сідла і паливо з великою швидкістю проходить через соплові отвори розпилювача. При зниженні тиску в нагнітальному трубопроводі голка розпилювача під дією пружини сідає в сідло і закриває соплові отвори.

Розпилювачі бувають однодірчасті і багатодірчасті. Останні мають від 4 до 10 отворів діаметром 0,15-0,25 мм. До їхніх недоліків відносять засмічення і закоксовування соплових отворів, що приводить до зміни форми і напрямку факелів і повному припиненню подачі палива. Однодірчасті розпилювачі звичайно застосовують у двигунах з розділеними камерами згоряння і поділяються на штифтові і безштифтові. Штифт сприяє кращому розпилюванню палива і додає необхідну форму факелу при підйомі голки. Застосовуються розпилювачі з конічним і циліндричним штифтами

Розпилювачі, у яких голка має плоский кінець, називаються безштифтовими. Їхнім недоліком є те, що при експлуатації в них порушується герметичність у сопла, у зв'язку з чим не забезпечується гарне розпилювання палива. Зі збільшенням числа оборотів вала паливного насоса, а також при переході до двотактного процесу починають сильно позначатися на процесі вприскування коливання стовпа рідини в нагнітальному трубопроводі. Коливання викривляють закон подачі палива, заданий профілем кулачка і можуть викликати додаткове вприскування палива (підвприскування).

Дата добавления: 2014-01-07