Реферат Курсовая Конспект
Расчет элементов топливной системы дизеля - раздел Образование, КОНСТРУКЦИЯ И РАСЧЕТ Топливный Насос Высокого Давления Предназнач...
|
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.
Рис.9.1. Схема газобаллонной установки на сжатом газе: 1 – редуктор низкого давления; 2 – клапан; 3 – смеситель; 4 – топливный насос; 5 – карбюратор; 6 – редуктор; 7 – подогреватель газа; 8 – фильтр; 9 – манометр; 10 – расходный вентиль; 11 – наполнительный вентиль |
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.
Рис.9.2. Схема газобаллонной установки на сжиженном газе: 1 – дозирующее устройство; 2 – газовый фильтр; 3 – испаритель; 4 – панель контрольных приборов; 5 – редуктор; 6 – смеситель; 7 – магистральный вентиль; 8 – бензонасос; 9 – вентиль контроля наполнения; 10 – расходный вентиль; 11 – предохранительный клапан; 12 – датчик уровня; 13 – баллон; 14 – расходный вентиль жидкого газа; 15 – наполнительный вентиль; 16 – бензобак; 17 – фильтр очистки бензина; 18 – карбюратор-смеситель |
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.
– Конец работы –
Эта тема принадлежит разделу:
Сокол Николай Александрович... Попов Сергей Иванович КОНСТРУКЦИЯ И РАСЧЕТ...
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Расчет элементов топливной системы дизеля
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
Твитнуть |
Новости и инфо для студентов