На что влияет цикловая подача в тнвд дизеля

ДОЗИРОВАНИЕ ЦИКЛОВОЙ ПОДАЧИ ТОПЛИВА И ВЫБОР СПОСОБА РЕГУЛИРОВАНИЯ ТНВД

Разная мощность дизеля может быть получена путем изменения частоты вращения и цикловой подачи топлива, поэтому цикловая подача должна дозироваться в зависимости от заданного режима работы дизеля. В системах непосредственного действия с ТНВД золотникового и клапан­ного типов, применяемых в судовых дизелях, дозирование цикловой по­дачи осуществляется, как правило, перепуском части топлива во время нагнетательного хода плунжера, т.е. изменением его активного хода. В аккумуляторных системах (рис. 5) величина цикловой подачи топ­лива зависит от времени открытия дозирующего устройства.

Изменение активного хода плунжера, т.е. регулирование ТНВД, в золотниковых и клапанных насосах возможно лишь при изменении фаз топливоподачи, при этом изменяют или начало, или конец подачи, или одновременно и начало и конец подачи. Вначале рассмотрим регули­рование золотниковых топливных насосов. На схемах плунжерных пар, приведенных на рис. 8, роль отсечного отверстия выполняет наполнитель­ное отверстие с. Такая конструктивная схема плунжерной пары получи­ла широкое распространение, хотя в дизелях применяются и насосы с раздельной отсечкой, когда отсечка происходит через специальные отсеч­ные отверстия (или одно отверстие). Принцип регулирования ТНВД в обоих случаях один и тот же.

Схема а соответствует регулированию насоса по началу подачи. При развороте плунжера изменяется момент перекрытия нагнетательной кромкой а отверстия с. Конец подачи наступает после открытия этого отверстия отсечной кромкой b. Конец подачи в рассматриваемом случае постоянен, так как положение отсечной кромки относительно отверстия с не зависит от разворота плунжера. При перемещении рейки ТНВД про­исходит поворот плунжера, в результате чего изменяется начало нагнетания, а поэтому и геометрический активный ход плунжера.

Схема в иллюстрирует принцип смешанного регулирования ТНВД, причем в рассматриваемом случае с поворотом плунжера одновременно меняются и начало и конец подачи.

Регулирование клапанных насосов рассмотрим на примере сме­шанного регулирования (см. рис. 4). Геометрическое начало нагнетания топлива соответствует моменту, когда толкатель 10 всасывающего кла­пана 8 опустится на высоту d, а геометрический конец подачи наступит тогда, когда толкатель 15 поднимется на высоту d₁ и начнет открывать отсечный клапан 6 (зазоры d и d₁ соответствуют нижнему положению плунжера). Следовательно, для изменения фаз топливоподачи, т.е. активного хода плунжера, необходимо изменить зазоры d и d₁, что обеспечивается поворотом эксцентрикового вала 13.

Подрегулировка всех насосов, т.е. установка одинаковых зазо­ров d и d₁ по отдельным цилиндрам, выполняется изменением длины толкателей клапанов с помощью регулировочных болтов 11 и 14.

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 из-за высокого максимального давления сгорания и повы­шенной скорости нарастания давления газов в рабочем цилиндре. Изме­нение же температуры отработавших газов, косвенно определяющей теплонапряженность деталей ЦПГ, при выборе способа регулирования ТНВД обычно не учитывается, так как в дизелях с наддувом при умень­шении цикловой подачи топлива эта температура, как правило, снижа­ется.

Вначале рассмотрим влияние способа регулирования ТНВД на по­казатели механической напряженности. Анализ проведем для двух способов регулирования: по началу и по концу, так как смешанное и комбинированное регулирования занимают промежуточные положе­ния.

На рис. 9 приведены кривые относительного изменения макси­мального давления сгорания р_Z и средней скорости нарастания Dр/Dj в функции изменения частоты вращения n для пяти дизелей, работаю­щих по винтовой характеристике. Индекс «н» на рисунке относится к параметрам на номинальном режиме.

Из рисунка видно, что с уменьшением частоты вращения колен­чатого вала максимальное давление сгорания падает при любом спо­собе регулирования, что объясняется существенным снижением давле­ния наддувочного воздуха, оказывающего наибольшее влияние на сни­жение давления р_Z. В связи с этим изменение давления р_Z не влияет на выбор способа регулирования ТНВД.

Анализ кривых изменения удельного индикаторного расхода топ­лива g_i [4] позволяет сделать вывод о преимуществе регулирования по концу подачи. Так, на режиме 25 % нагрузки дизеля (n/n_Н = 0,63) при регулировании по концу подачи удельный расход топлива ниже на 6 % по сравнению со случаем регулирования по началу подачи при прочих рав­ных условиях.

Причина такого изменения расхода g_i заключается в следующем. Со снижением частоты вращения судового двухтактного дизеля, как правило, возрастает коэффициент избытка воздуха при сгорании a, что способствует лучшему сгоранию топлива и повышению индикаторного КПД независимо от способа регулирования ТНВД. Но способ регулиро­вания ТНВД влияет на долю цикловой подачи топлива, сгорающую в районе ВМТ. При регулировании по концу подачи окончание процесса впрыскивания со снижением n смещается к ВМТ, а поэтому бßльшая доля топлива сгорает в районе ВМТ, что способствует повышению тер­мического и индикаторного КПД. При регулировании по началу подачи со снижением n начало сгорания переносится в точку на линии расшире­ния, все более удаляющуюся от ВМТ, что приводит к снижению термичес­кого и индикаторного КПД.

Следовательно, при регулировании ТНВД по началу подачи со снижением n увеличение коэффициента избытка воздуха при сгорании способствует повышению индикаторного КПД, а перенос начала впрыскивания — уменьшению этого КПД, в результате суммарное влия­ние рассмотренных факторов на индикаторный расход топлива несущест­венно. При регулировании по концу подачи со снижением n индикатор­ный КПД повышается как по причине возрастания коэффициента a, так и по причине сгорания большего количества топлива в районе ВМТ.

Таким образом, в дизелях, работающих по винтовой характерис­тике, бесспорное преимущество имеет способ регулирования ТНВД по концу подачи. Но если на режимах малых нагрузок будет высокая ско­рость нарастания давления газов, то следует использовать смешанное или комбинированное регулирование. В последнем случае (как, напри­мер, в дизелях типов РС2, ZV40/48 и др.) начало регулируется лишь на режимах малых нагрузок, а поэтому повышенная экономичность дизеля обеспечивается на большинстве эксплуатационных режимов.

Как видно из рис. 9, при любом способе регулирования ТНВД максимальное давление сгорания р_Z на всех режимах ниже, чем давле­ние р_ZН на номинальном режиме. В связи с этим без увеличения механи­ческой нагрузки на детали дизеля на частичных его нагрузках давление р_Z можно повысить до давления р_ZН, если скорость нарастания давления газов не превысит допустимого значения. В результате этого экономич­ность дизеля на этих режимах возрастет. Давление р_Z можно повысить путем увеличения угла начала нагнетания j¢_ОП .

В свете изложенного большой интерес представляет плунжерная пара (рис. 10,а), в которой изменение угла j¢_ОП осуществляется за счет специальной конфигурации нагнетательной кромки плунжера. Положе­ние 1-1′ соответствует номинальной цикловой подаче. На участке 1-2 угол j¢_ОП увеличивается, а на участке 2—3 остается неизменным (до момента 3-3′). В дальнейшем с целью снижения скорости нарастания давления газов угол j¢_ОП уменьшается (участок 3-4).

Влияние такого регулирования угла j¢_ОП на экономичность дизеля наглядно иллюстрируется графиками изменения удельного эффектив­ного расхода топлива Dg_е при работе дизеля фирмы типа L-GB по винтовой характеристике (рис. 10,б). На рисунке одновременно показано и изменение максимального давления сгорания р_Z. Следовательно, в широком интервале изменения нагрузки дизеля (от 50 до 100 %) получено заметное снижение расхода топлива (до 2 %).

При работе дизеля по нагрузочной характеристике обычно уста­навливают ТНВД с регулированием по концу подачи, так как в данном случае частота вращения дизеля постоянная, а поэтому начало впрыски­вания топлива изменяется сравнительно мало. В дизелях с наддувом с уменьшением нагрузки давление р_Z, снижается (из-за падения давления наддувочного воздуха), обычно мало изменяется и скорость нарастания давления газов. Но если эта скорость на режимах малых нагрузок воз­растет выше допустимого предела, что может произойти вследствие уве­личения периода задержки самовоспламенения, вызванного снижением давления и температуры воздуха в цилиндре в конце сжатия и ухудше­нием качества распыливания топлива, то необходимо вводить регулиро­вание и начала подачи.

При работе дизеля по нагрузочной характеристике обычно устанавливают ТНВД с регулированием по концу подачи, так как в данном случае частота вращения дизеля постоянная, а поэтому начало впрыскивания топлива изменяется сравнительно мало. В дизелях с наддувом с уменьшением нагрузки давление р_z снижается (из-за падения давления наддувочного воздуха), обычно мало изменяется и скорость нарастания давления газов. Но если эта скорость на режимах малых нагрузок возрастет выше допустимого предела, что может произойти вследствие увеличения периода задержки самовоспламенения, вызванного снижением давления и температуры воздуха в цилиндре в конце сжатия и ухудшением качества распыливания топлива, то необходимо вводить регулирование и начала подачи.

8. РЕВЕРСИРОВАНИЕ ТОПЛИВНОЙ АППАРАТУРЫ

Впрыскивание топлива в цилиндр обычно начинается до ВМТ, а заканчивается после. Следовательно, если поршень дизеля находится в ВМТ, то плунжер ТНВД еще продолжает свой нагнетательный ход. В свя­зи с этим кулачковая шайба ТНВД по отношению к мотылю должна иметь угол заклинки j_З со значительным отставанием (рис. 11, а). Точка а на профиле кулачка соответствует геометрическому началу на­гнетания с углом опережения j_а до ВМТ. Если бы геометрическое нача­ло подачи по насосу совпало с началом впрыскивания топлива форсун­кой, то топливо начало бы поступать в цилиндр в точке a₁. Схемы, по­казанные на рис. 11, относятся к двухтактным дизелям, а поэтому j_а=j_а1.

Таким образом, при перемене стороны вращения двигателя необ­ходимо повернуть распределительный вал на угол 2 j_З, если шайбы име­ют симметрический профиль, или передвинуть его вдоль оси и подвести новый комплект шайб с другим углом заклинки и обратным профилем.

Использование шайб с выпуклым профилем в двухтактных ди­зелях с прямоточно-клапанной продувкой требует установки на дизеле двух распределительных валов: один приводит в движение топливные насосы высокого давления, а другой — выпускные клапаны. Установ­ка двух распределительных валов вызвана необходимостью их пово­рота в разные стороны при реверсировании дизеля (рис. 12, а и б) или на разные углы при вращении в одну сторону. Действительно, при перемене стороны вращения (из положения а в положение б) вал с кулачковыми шайбами выпускных клапанов необходимо повернуть против часовой стрелки, а вал с кулачковыми шайбами ТНВД — по часовой стрелке.

Однако при использовании кулачковых шайб с вогнутым профи­лем (рис. 12, в и г) при реверсировании дизеля шайбы ТНВД и выпуск­ных клапанов поворачиваются в одну сторону, благодаря чему все шай­бы могут быть размещены на одном распределительном валу. Но приме­нение шайб с таким профилем резко уменьшает время наполнения надплунжерного пространства топливом. Чтобы компенсировать указанный недостаток, наполнение в насосах осуществляют через всасывающий клапан с большим проходным сечением, что усложнило конструкцию ТНВД.

Участок профиля кулачковой шайбы ТНВД, соответствующий геометрическому активному ходу плунжера на всех позициях рис. 12 показан отрезком а — b.

Рис.12. Схемы реверсирования топливных насосов дизелей с прямоточно-клапанной продувкой: 1 и 4 – кулачковые шайбы соответственно ТНВД и выпускного клапана; 2 и 5 – ролики толкателей соответственно ТНВД и выпускного клапана; 3 и 6 – оси симметрии кулачковых шайб соответственно выпускного клапана и ТНВД.

9. КОНСТРУКЦИЯ ТОПЛИВНОЙ АППАРАТУРЫ

В качестве примера конструктивного исполнения топливной сис­темы высокого давления вначале рассмотрим топливную аппаратуру двухтактных дизелей фирмы «МАН-Бурмейстер и Вайн» последних выпусков, которые по лицензии строят и на ПО «Брянский машиност­роительный завод». Топливная система — разветвленного типа, в кото­рой ТНВД каждого цилиндра подает топливо к двум форсункам, уста­новленным на этом же цилиндре.

Топливный насос (рис. 13, а) — золотникового типа без нагнета­тельного клапана. Втулка плунжера 23 составная: в наружный толсто­стенный цилиндр 9 запрессована тонкостенная втулка 11. Втулка плунжера может свободно перемещаться вдоль своей оси в корпусе 3 на­соса. Это перемещение обеспечивается рейкой 4, которая поворачивает втулку 5. Внутренняя поверхность этой втулки имеет винтовую нарезку, в которую входит такая же нарезка на наружной поверхности нижней части втулки. Так как проворачивание втулки исключается болтом фик­сации 21, то при повороте втулка получает продольное перемещение.

Вертикальное перемещение втулки плунжера изменяет относительное по­ложение нагнетательной кромки 19 плунжера относительно отверстия 10, т.е. геометрическое начало нагнетания топлива насосом. Положение рей­ки 4 во время работы двигателя устанавливается специальным регулято­ром его нагрузки. В связи с этим можно обеспечить оптимальный угол начала подачи топлива j_ОП на большинстве эксплуатационных режимов дизеля. В частности, в дизелях типа МС/МСЕ сохраняется постоянным максимальное давление сгорания при снижении частоты вращения до n = 0,75n_Н и среднего эффективного давления до р_е = 0,8 p_ен (где индекс «н» относится к номинальному режиму). Естественно, это спо­собствует повышению экономичности на большинстве эксплуатационных режимов без увеличения механической нагрузки на детали двигателя.

Величина цикловой подачи топлива регулируется моментом отсеч­ки подачи, т.е. моментом открытия отсечной кромкой 20 отверстия 10. Изменение положения этой кромки по отношению к отсечному отвер­стию осуществляется разворотом плунжера относительно своей оси при перемещении рейки 2 и повороте втулки 1. Каждый цилиндр имеет автоматический регулятор, который регулирует и начало нагнетания и начало отсечки в зависимости от заданного режима.

Рис. 13. Топливный насос высокого давления дизелей типа МС/МСЕ

Топливо в насос поступает по каналу 22, а затем по всасывающе-отсечной полости 12 и каналу 13 подходит к всасывающему клапа­ну 17, нагруженному пружиной 14. Подъем клапана ограничен упором 15, ввинченным в крышку 16. Часть топлива поступает и через отверстие 10, пока оно не перекрыто плунжером. Непрерывная циркуляция топлива через всасывающую полость насоса осуществляется через канал 18. Следует отметить, что в дизелях типа МС/МСЕ фирма отказалась от не­достаточно надежных, хотя и простых по конструкции, пластинчатых вса­сывающих клапанов и применила клапаны стаканчатого типа с конус­ным седлом, которые, как известно, хорошо себя зарекомендовали в топливной аппаратуре дизелей различных фирм.

Проблема отвода утечек топлива через зазор в плунжерной паре решена путем использования масляного затвора. Масло при повышенном давлении по отверстиям 6 и 7 подводится в зазор в плунжерной паре, где часть его поднимается вверх и вместе с утечками топлива через отверстие 8 попадает в полость 12, а часть масла вытекает вниз в картер привода насоса.

В рассматриваемой конструкции насоса оригинально решен воп­рос реверсирования (рис. 13,б), которое осуществляется путем изме­нения положения ролика 26 толкателя 24 относительно вертикальной оси насоса. Ролик размещен в специальном рычаге 29, который при реверсе двигателя совершает угловое перемещение относительно оси 25 в приводе ТНВД. Верхняя часть рычага имеет серьгу, приводимую в дви­жение сжатым воздухом.

Кулачковая шайба 27, размещенная на распределительном валу 28 двигателя, имеет симметричный вогнутый профиль, который характерен для дизелей фирмы «МАН—Бурмейстер и Вайн» и ее лицензиатов.

На (рис. 14) изображена форсунка без жидкостного охлаждения с центральным подводом топлива к сопловому наконечнику распылителя и размещением в игле форсунки клапана 4. Топливо к распылителю по центральному каналу 13 подводится в полость 18 и после открытия кла­пана 4 поступает в полость 19, расположенную под иглой, которая на­гружена пружиной 9. Когда игла закрыта, происходит непрерывная цир­куляция топлива через форсунку (при работающем топливоподкачивающем насосе), так как в нижней части проставки 17 имеются специаль­ные отверстия. Через эти отверстия топливо перетекает в полость кор­пуса форсунки, а затем уходит по каналу 12. Отверстия в проставке перекрываются корпусом клапана 4 при его подъеме. Подъем z_max иглы ограничивается проставкой 17.

Следует отметить, что рассмотренная форсунка является пока единственным представителем форсунок судовых дизелей без специаль­ного охлаждения распылителя, впрыскивающего тяжелое топливо. На­дежное охлаждение форсунки в данном случае обеспечивается хорошим охлаждением форсунки, имеющей тонкостенный корпус 6, водой крыш­ки цилиндра и циркуляцией топлива через форсунку между впрысками.

Насосная часть содержит плунжер 10, втулку 8, седло 7, нагнета­тельный клапан 24 с пружиной. К форсунке топливо подается по каналу 27. Положение втулки фиксируется штифтом 23.

Детали форсуночной и насосной частей прижимаются к корпусу 22 насоса колпаком 26.

Плунжерная втулка имеет 2 наполнительных отверстия, которые одновременно являются и отсечными, в связи с чем на плунжере от­фрезерованы 2 отсечные канавки. Просочившееся через плунжерную па­ру топливо отводится по каналу 9 во всасывающую полость насос-фор­сунки. Утечки топлива через зазор в распылителе отводятся по каналу 6.

Нагнетательный ход плунжера осуществляется толкателем 14, а всасывающий ход — пружиной 21. Толкатель приводится в движение рычагом от кулачковой шайбы распределительного вала, размещенно­го на уровне крышек цилиндров дизеля. Плунжер при регулировании подачи топлива поворачивается рейкой 15 через шестерню 16, зубчатый венец 11 и поводок 13. Шестерня 16 свободно вращается на запрессован­ном в крышку 12 валике 19. Крышка 12 двумя шпильками 20 крепит­ся к корпусу 22. Шестерня 16 опирается на каленую шлифованную шай­бу 18. Между поводком 13 и пружиной 21 установлен упорный подшип­ник 17.

Топливо поступает как в надплунжерное пространство, так и в полость охлаждения распылителя. Насос-форсунка имеет прямоточный подвод и отвод топлива.

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Источник

цикловая подача тнвд

Модераторы: ЖеХа, Genchik

цикловая подача тнвд

#1 Сообщение tvoker » 22 май 2011, 14:20

Re: цикловая подача тнвд

#2 Сообщение zyxel » 22 май 2011, 17:59

Re: цикловая подача тнвд

#3 Сообщение ДИЗЕЛЬ » 22 май 2011, 22:14

Re: цикловая подача тнвд

#4 Сообщение zyxel » 22 май 2011, 22:42

Re: цикловая подача тнвд

#5 Сообщение ДИЗЕЛЬ » 22 май 2011, 22:45

Re: цикловая подача тнвд

#6 Сообщение zyxel » 22 май 2011, 22:59

Re: цикловая подача тнвд

#7 Сообщение aav33 » 23 май 2011, 00:52

Re: цикловая подача тнвд

#8 Сообщение zyxel » 23 май 2011, 01:01

Re: цикловая подача тнвд

#9 Сообщение aav33 » 23 май 2011, 14:23

Ну а тогда почему он решил что завышена подача?

А почему будет жрать если заниженаподача?

Re: цикловая подача тнвд

#10 Сообщение zyxel » 23 май 2011, 19:49

Re: цикловая подача тнвд

#11 Сообщение Vanua » 23 май 2011, 20:04

Re: цикловая подача тнвд

#12 Сообщение ДИЗЕЛЬ » 23 май 2011, 21:44

Re: цикловая подача тнвд

#13 Сообщение aav33 » 27 май 2011, 02:31

Re: цикловая подача тнвд

#14 Сообщение Vanua » 27 май 2011, 02:47

Источник

Цикловая подача топлива

Цикловая подача топлива — объем или масса топлива, поданный за один ход плунжера.

У двигателей с аккумуляторной топливной системой (Common Rail ) за счет возможности управлять открытием форсунки независимо от работы ТНВД появляется возможность оптимизировать процесс впрыска и сгорания топлива за счет многоимпульсной подачи:

КОЛИЧЕСТВО ВПРЫСКИВАЕМОГО ТОПЛИВА

Запрашиваемый момент, который рассчитывается системой крутящих моментов, затем преобразуется в количеств впрыскиваемого топлива, а затем в длительность импульсов. Количество впрыскиваемого топлива распределяется по нескольким впрыскам. Основной расход представляет собой количество топлива, поступающего в цилиндр во время основного впрыска. Общее количество впрыскиваемого топлива за один цикл является суммой основного впрыска и других впрысков (предварительных, поствпрысков). Данные значения количество впрыскиваемого топлива рассчитываются в зависимости от оборотов двигателя и запрашиваемого крутящего момента. Корректировке подвергаются как основной впрыск так и дополнительные. Что касается корректировки расхода при предварительном впрыске:

• Первая корректировка осуществляется в зависимости от температур воздуха и охлаждающей жидкости. Данная корректировка позволяет адаптировать количество топлива при предварительном впрыске к рабочей температуре двигателя. Когда двигатель разогрет, задержка воспламенения уменьшается, так как температура конца такта сжатия увеличивается. При этом расход при предварительном впрыске может быть сокращен, так как, естественно, уровень шума при горении ниже при разогретом двигателе.

• Вторая корректировка определяется в зависимости от атмосферного давления. Данная корректировка используется для адаптации расхода при предварительном впрыске в зависимости от атмосферного давления.

Приемистость автомобиля с дизельным двигателем можно назвать удовлетворительной, когда двигатель постоянно реагирует на команды водителя через педаль акселератора. Кроме этого, при движении двигатель не должен стремиться к остановке, а при изменении положения педали акселератора — плавно разгоняться или замедляться без перебоев. На ровной дороге и удерживании педали акселератора в заданном положении скорость автомобиля должна оставаться постоянной, а когда педаль отпускают, мотор должен тормозить автомобиль. Для выполнения всех этих требований применяют регуляторы числа оборотов.

Другие функции управления выполняются регулятором в дополнение к его регулирующим возможностям:

В некоторых случаях для реализации этих дополнительных возможностей необходима установка дополнительных модулей.

Цикловая подача топлива зависит от:

Характеристика цикловой подачи двигатель 4JB1-TC ТНВД 104746-6601Р

Источник