6.6 Перевірка і регулювання кута випередження подачі палива
Своєчасність згоряння палива обумовлюється кутом випередження подачі палива. Від його величини залежать тривалість періоду затримки самозаймання, швидкість наростання тиску і розташування лінії згоряння щодо В.М.Т. При зміщенні згоряння палива на початок процесу розширення зменшується тиск в кінці горіння, підвищується температура газів, що відходять і зростають втрати теплоти, що призводить до збільшення питомої витрати палива. Крім того, будуть відбуватися перегрів поршня і підвищення температурних напружень циліндра. Тиск в кінці горіння P z по окремих циліндрах не повинно відхилятися від значень, зазначених у формулярі дизеля, більш ніж на ± 5%. Для підвищення P z кут випередження подачі палива збільшують, для зниження - зменшують. Величина кута випередження подачі палива вказана в формулярі двигуна.
При визначенні кута випередження подачі палива односекційний паливним насосом виконують такі дії:
Від'єднують паливну трубку від насоса.
Встановлюють на штуцер паливного насоса моментоскопа.
Ставлять рейку паливного насоса на повну подачу палива.
Прокачують паливний насос вручну до повного видалення повітря з трубопроводу насоса і моментоскопа.
Стискаючи гумову трубку, видавлюють зі скляної трубки паливо до половини її довжини.
Повільно провертають колінчастий вал дизеля до початку руху меніска палива в скляній трубці; цей момент буде відповідати початку подачі палива.
Вимірюють кут, на який кривошип перевіряється циліндра не дійшов до В.М.Т. Якщо маховик чи не розбитий на градуси, вимірюють довжину дуги маховика від мітки В.М.Т. даного циліндра до нерухомої стрілки-покажчика на блоці, а потім підраховують кут за формулою
де l - довжина дуги від мітки в.м.т. до стрілки-покажчика, мм;
L - довжина кола маховика, мм.
При відсутності моментоскопа кут випередження подачі палива можна перевірити в такий спосіб:
Від'єднують паливну трубку від насоса.
Виймають з насоса нагнітальний клапан з пружиною, встановлюють на місце штуцер або кришку насоса.
Подають паливо з видаткової цистерни до насоса.
Спускають повітря з паливного трубопроводу і насоса, після чого прикривають отвір в штуцері пальцем.
Повільно провертають колінчастий вал дизеля до припинення витікання палива через штуцер.
Вимірюють кут, на який кривошип перевіряється циліндра не дійшов до В.М.Т.
Для більшої точності рекомендується визначати кут подачі палива два рази. Якщо вимірюваний кут випередження подачі палива відрізняється більше ніж на 1-1,5% від зазначеного в формулярі дизеля, його регулюють поворотом шайби паливного насоса на розподільному валу.
При цьому виконують такі дії:
Відзначають ризиками положення кулачковою шайби щодо фланця втулки
Отвертивать стяжні болти або гайку кріплення і виводять кулачкову шайбу із зачеплення з зубцями втулки.
Повертають шайбу на потрібну величину і вводять в зачеплення з зубцями втулки. Для збільшення кута випередження кулачкова шайба зміщується у напрямку обертання розподільного валу, а для зменшення - проти напрямку його обертання. Зміна положення кулачковою шайби на 2 мм (один зубець) викликає зміну кута випередження подачі палива на 3 - 5 ° і максимального тиску циклу на 0,4-0,6 МПа (4-6 кгс / см 2).
При визначенні кута випередження подачі палива многоплунжерние насосом виконують такі дії:
Від'єднують паливну трубку від першої секції насоса.
Встановлюють на штуцер першої секції паливного насоса моментоскопа.
Ставлять рейку паливного насоса на повну подачу палива.
Прокачують паливний насос вручну до повного видалення повітря з трубопроводу насоса і моментоскопа.
Стискаючи гумову трубку, видавлюють зі скляної трубки паливо до половини її довжини.
Повільно провертають колінчастий вал дизеля до початку руху меніска палива в скляній трубці; цей момент буде відповідати початку подачі палива.
Вимірюють кут, на який кривошип перевіряється циліндра не дійшов до В.М.Т. Якщо маховик чи не розбитий на градуси, вимірюють довжину дуги маховика від мітки в.м.т. даного циліндра до нерухомої стрілки-покажчика на блоці, а потім підраховують кут по тій же формулі, що і для односекційного насоса.
При відсутності моментоскопа кут випередження подачі палива можна перевірити тим же чином, який був представлений раніше.
Для більшої точності рекомендується визначати кут подачі палива два рази. Якщо вимірюваний кут випередження подачі палива відрізняється більше ніж на 1-1,5% від зазначеного в формулярі дизеля, його регулюють поворотом на певний кут паливорозподільні вала.
При цьому виконують такі дії:
Отвертивать стяжні болти, що проходять через овальні отвори провідного фланця.
Повертають ведений фланець щодо приводу на кілька поділок по напрямку обертання розподільного вала або навпаки. Збіг ризики на провідному фланці з центральною рискою на відомому фланці відповідає заданому куту випередження подачі, встановленому заводом-виробником. При повороті фланця на одну поділку кут випередження змінюється на вказане в формулярі значення (напр. Для двигуна 3 Д 6 - на 6 °).
Затискають стяжні болти.
В окремих випадках, для насосів з великим зносом плунжерних пар, кут випередження подачі палива перевіряють по початку впорскування палива форсункою, що працює в парі з перевіряється насосом. При такій перевірці кути випередження подачі палива виходять на 20-25% менше зазначених у формулярі дизеля.
6.7 Процес подачі палива
Основні поняття і параметри процесу подачі палива
Циклова подача - подача палива за один робочий цикл
де: m - коефіцієнт тактності, для 2-х т. дв. = 1; для 4-х т. дв. = 2;
n - об / хв; i - число циліндрів.
Фази подачі - φнпн. φкн. φкпф. φнпф - фази початку і кінця подачі по насосу і по форсунки.
φнпф = φф.о. або кут випередження впорскування палива,
φп = φнпф + φкпф - тривалість подачі палива.
3. P н. P ф. P н. макс, P ф.макс, P Ф.О. P Ф.З .. P ост. - тиску палива в насосі, форсунки, максимальні, відкриття голки, закриття голки, залишкове в топливопроводе між вприсками.
Зупинимося детальніше на величині циклової подачі.
F пл = π d 2/4 площа плунжера м 3; h a - активний хід плунжера м, ρ т - щільність палива кг / м 3.
Коефіцієнт подачі паливного насоса ηпод -. що є відношенням дійсно поданої порції палива g ц к теоретично можливої і дорівнює обсягу, описуваного плунжером протягом його активного ходу, помноженому на щільність. Коефіцієнт подачі величина змінна і залежить від великої кількості факторів, до числа яких відносяться геометричні та конструктивні співвідношення в ТНВД, стисливість палива і явища дросселирования в періоди наповнення і відсічення і, звичайно, витоку в системі насос-форсунка. За досвідченим даними ηпод = 0,75-1,1, на нього істотний вплив роблять число обертів і величина циклової подачі (рис. 6.7.1.). Збільшення g ц (h a) призводить до зростання коефіцієнта подачі. Важлива особливість зміни ηпод полягає в тому, що при зниженні оборотів від номінальних до ≈ 75% n ном і збереженні положення паливної рейки незмінним, він збільшується (на 10-15%) і лише потім падає. Це збільшення тягне за собою зростання циклової подачі і, відповідно, - середнього ефективного тиску
і що розвивається двигуном крутного моменту Мкр. що сприятливо позначається на тягових властивостях двигуна і стійкості режиму малих обертів.
Приклад - головний двигун судна, що буксирує. Зі збільшенням сили тяги на гаку обертів двигуна падатимуть і, якщо крутний момент не збільшуватиметься, то обороти і тягове зусилля будуть продовжувати знижуватися. Якщо ж при зниженні оборотів, циклова подача за рахунок зростання коефіцієнта подачі зростають, то, відповідно, збільшуються момент і сила тяги.
Мал. 6.7.1. Криві зміни коефіцієнта подачі в функції оборотів і величини циклової подачі (h a).
Розвиток процесу подачі палива
Про те, як розвивається процес подачі палива, можна простежити за наведеними на рис. 6.7.2. кривим: а) тисків палива у форсунки, б) ходу голки форсунки при її відкритті, в) інтегрального розподілу подачі за один впорскування за кутом п.к.в. (Закону подачі).
Тиск палива в топливопроводе і в форсунки піднімається до значення РФО. при якому голка форсунки піднімається і, в зв'язку з закінченням палива під неї, в цей момент зазвичай спостерігається невелике місцевий провал тиску. Однак цей провал швидко компенсується в зв'язку з тим, що плунжер продовжує стискати паливо, і тиск піднімається до максимального значення - P макс. Подальше зростання тиску припиняється, так як в насосі починається відсічення (або плунжер приходить в ВМТ кулачка) і тиск падає. Після досягнення РФЗ. при якому пружина садить голку на сідло, впорскування палива припиняється.
В форсунки і в топливопроводе при наявності нагнітального клапана з пиловідводним пояском встановлюється тиск, що дорівнює залишковим - Зростання, що зберігається до наступного циклу подачі палива. При відсутності розвантаження встановлюється більш високий тиск, рівне Р Ф.З 'що провокує появу підтікання палива під голку.
Мал. 6.7.2. Криві: а). тиск вприскування у форсунки, б). ходу голки форсунки, в). закони подачі палива в межах циклу.
У загальному випадку процес подачі палива в системі «ТНВД - форсуночний паливопровід - форсунка» можна умовно поділити на такі етапи:
1 етап - наповнення порожнини ТНВД паливом. надходять від насоса, що підкачує під тиском 0,4-0,5 МПа. Початок - відкриття плунжером при його русі вниз впускного вікна (клапана).
Закінчення - закриття плунжером впускного вікна (клапана) при його русі з крайнього нижнього положення вгору (геометричне закінчення наповнення). Дійсне закінчення наповнення відбувається раніше, так як при підході верхньої кромки плунжера до верхньої кромки вікна завдяки виникає в що залишається вузької щілини Дроселювання починається стиск палива, тиск палива починає рости і перепуск припиняється. При цьому, чим більше обертів двигуна, тим більше позначається дросселирование і тим раніше (по куту повороту вала) закінчується наповнення і починається стиск палива. Таким чином, активний хід плунжера кілька збільшується.
2 етап - стиснення палива в надплунжерний порожнини насоса від тиску підкачки до тиску, при якому відкривається нагнітальний клапан насоса P откр.н.кл. = P затяга.пруж.кл. + P ост .. Тут доречно зазначити, що істотну роль в процесі подачі палива грає стисливість палива. Коефіцієнт стисливості палив а = (0,6 - 1,0) 10 -6 м З / кг. Завдяки стисливості плунжер витрачає частину свого ходу на стиск палива
де: F пл - площа плунжера, Спл - швидкість плунжера, t - час, V 1 - обсяг надплунжерний порожнини насоса, Р - тиск палива.
3 етап - продовження стиснення (відповідного зростання тиску) палива в обсязі порожнини насоса V1 і в обсязі паливопроводу і форсунки V 2. Початок - відкриття нагнітального клапана. Закінчення - досягнення тиску відкриття голки РФО.
4 етап - впорскування палива в циліндр з моменту відкриття голки і до моменту початку відсічення в ТНВД. Початок етапу - момент підйому тиску палива у голки форсунки до величини тиску відкриття голки. Закінчення - початок відсічення в ТНВД, відповідне відкриття отсечной кромкою плунжера отсечного отвори (відкриття відсічного клапана в насосі клап. Типу) і закриття нагнітального клапана.
Об'ємна подача Обсяг стискається Витрата палива
плунжера палива через форсунку
де: μ - коефіцієнт закінчення соплових отворів, f c - сумарна перетин соплових отворів, ρ - щільність палива, Рт - тиск палива в період уприскування, P ц.ср. - середній тиск в камері згоряння в період уприскування.
5 етап - продовження закінчення (вприскування) палива з форсунки від моменту відсічення в насосі і посадки нагнітального клапана на сідло до моменту, коли тиск у форсунки впаде до тиску посадки голки на сідло (закриття голки). Уприскування відбувається за рахунок розширення палива, що залишилося в топливопроводе і форсунки (в обсязі V2).
При наявності у нагнітального клапана розвантажувального паска тиск в топливопроводе і форсунки різко падає до Зростання ≤ Рзакр. голки і тоді остання фаза уприскування практично відсутня. Це добре, тому що витікання палива з форсунки при знижуються тисках уприскування негативно позначається на розпилюванні, скорочується довжина факела і проникнення крапель в багаті киснем периферійні зони камери згоряння, тим самим, що приводить до неповного згоряння і димлению на вихлопі.
На рис 6.7.2. в представлена інтегральна крива, що показує як розподіляється цикловая подача палива по куту повороту колінчастого валу. Зокрема, на малюнку для прикладу показано скільки палива від всієї величини циклової подачі потрапляє в циліндр до моменту приходу поршня в ВМТ.
Гаврилов В.С. Камкін С.В. Шмельов В.П. "Технічна експлуатація суднових дизельних установок" Москва "ТРАНСПОРТ» 1985 р