Увеличение давление впрыска путем увеличения величины предварительной затяжки пружины иглы форсунки также является одним из возможных способов увеличения давления впрыска топлива, о чем свидетельствуют многочисленные исследования, проведенные с автотракторными и судовыми дизелями. Степень эффективности данного способа и способов увеличения объемной скорости подачи топлива для тепловозного дизеля 10Д100М необходимо выяснить в ходе исследований, которые будут проводиться при выполнении дипломного проекта.
2.2 Моделирование процесса впрыска топлива
Учитывая опыт многочисленных исследователей процесса впрыска, и взяв за основу работы И.В.Астахова и А.И.Володина [2,5], усовершенствована программа гидродинамического расчета процесса впрыска для топливной аппаратуры дизелей типа 10Д100М. Моделирование процесса впрыска основывается на решении дифференциальных уравнений, полученных при гидродинамическом расчете процесса подачи топлива в цилиндр дизеля [5]. Гидродинамический расчет проводят для системы, приведенной на рисунке 2.1.
 |
Рисунок 2.1 – Расчетная схема топливной системы
В процессе расчета рассматривается одномерное неустановившееся движение жидкости, возникающее вследствие заданного закона перемещения плунжера топливного насоса. В общем случае жидкость считается вязкой, сжимаемой, а процесс ее сжатия – изотермическим. По пути движения жидкости между полостью над плунжером и сопловыми отверстиями форсунки выделяют следующие характерные участки: объемы над плунжером и нагнетательным клапаном; объемы перед иглой и в сопловом наконечнике трубопровод между насосом и форсункой.
Для каждого из выделенных объемов исходя из уравнений материального баланса и уравнений движения составлены системы обыкновенных дифференциальных уравнений. Искомыми функциями являются давления в объемах, скорости движения жидкости и подвижных деталей, а независимой переменной – время. Эти уравнения описывают изменения граничных условий у насоса и форсунки.
В объеме над плунжером насоса масса топлива изменяется по следующим причинам:
− перемещение плунжера;
− сжатие топлива из-за повышения давления;
− истечения топлива через впускное отверстие в гильзе плунжера и нагнетательный клапан, когда они открыты;
− утечки топлива по зазору между плунжером и втулкой;
− освобождение объема усеченным конусом нагнетательного клапана при его подъеме.
Принимая, что плотность жидкости одинакова во всех точках объема, определяется изменение элементарных объемов в надплунжерном пространстве за отрезок времени dt, и в результате преобразований получено дифференциальное уравнение для давления в полости над плунжером. Составляя уравнение движения нагнетательного клапана и преобразовывая его, получено уравнение баланса элементарных объемов, из которого выводится дифференциальное уравнение для давления в полости над клапаном.
У форсунки выделяют в распылителе два объема жидкости: первый – перед иглой, включающий также объемы в каналах корпусов иглы и форсунки; второй – под иглой. Считается, что в этих объемах жидкость сжимаема. Далее, как и в топливном насосе, составлено уравнение баланса элементарных объемов в полости перед иглой с учетом поступления топлива из нагнетательного трубопровода, а после проведения преобразований получено дифференциальное уравнение для давления в полости перед иглой. Аналогично выводят дифференциальное уравнение для давления под иглой. Имеющаяся система уравнений описывает процессы, происходящие в форсунке, и позволяет определить величины перемещения иглы, ее скорости, давления в полости перед иглой и под иглой, значения вытесняемых объемов в любой момент времени.
Граничные условия у насоса определяются системой уравнений [5]
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.