Теоретические исследования процесса впрыска дизеля 10Д100М. Выбор способа повышения давления впрыска топлива, страница 8

В графической части проекта на листах 2 и 3 приведены расчетные зависимости давления топлива под запорным конусом иглы форсунки при изменении скорости плунжера, диаметра плунжера и давления открытия иглы форсунки, а также зависимости продолжительности впрыска и максимального давления под запорным конусом при изменении давления открытия иглы форсунки.

   2.3 Теоретические исследования влияния увеличения давления

          открытия  иглы форсунки на параметры впрыска

При повышении давления впрыска есть вероятность того, что произойдет увеличение длины топливного факела в камере сгорания дизеля. Максимальную длину факела можно оценить по методике А. С. Лышевского [6]. Данная методика основывается на определении геометрических параметров струи распыленного топлива при помощи высокоскоростного кинематографирования, когда на основе исследования результатов опытных данных устанавливаются закономерности изменения параметров струи распыленного топлива. В результате этого имеются эмпирические зависимости, позволяющие определять параметры топливного факела в любой момент времени.

Длину топливного факела при двух значениях давления открытия иглы форсунки дизеля 10Д100М определяют при следующих начальных условиях         (размерности величин не переведены в систему СИ из-за последующего усложнения эмпирических зависимостей):

– плотность топлива ρ₁=84,5 кг/м³, плотность газовой смеси в момент впрыска ρ₂=2,12 кг/м³ (при температуре в камере сгорания в момент впрыска Т₂=850 К);

– коэффициент кинематической вязкости топлива υ₁=0,04 см²/с;

– динамическая вязкость топлива μ₁=33,8·10^-5 кгс·с/м²;

– удельный вес топлива γ₁=830 кгс/м³;

– коэффициент поверхностного натяжения топлива σ₁=2,8∙10^-3кгс/м³;

– давление впрыска топлива при давлении открытии иглы 21 МПа р₁=392 кгс/см², при давлении открытия иглы 28 МПа р₁=434 кгс/см²;

– противодавление газовой смеси в камере сгорания в момент впрыска р₂=50 кгс/см².

Длина топливного факела зависит и от диаметра соплового отверстия форсунки. Приведем расчет длины факела для диаметра d_с=0,45 мм двухрежимной форсунки для одного давления открытия иглы форсунки.

Продольная скорость движения топлива в камере сгорания в момент впрыска (скорость впрыска)

где g– ускорение свободного падения, м/с²; g=9,81м/с²;

    Р_з– давление открытия иглы форсунки, кгс/см²; р_ф=210 кгс/см²;

Далее определяются безразмерные критерии, характеризующие процесс впрыска, по формулам

  

Длину вершины струи определяют по формуле (за промежуток времени равный максимальной продолжительности впрыска t=0,005098 c)

 

Результаты расчета длины вершины струи для других диаметров сопловых отверстий форсунки и для давления открытия иглы форсунки 28 МПа приведены в таблице 2.7.

Таблица 2.7 – Результаты расчета длины вершины топливного факела

Параметры	Pз=21МПа			Рз=28МПа
	dc,мм			dc,мм
	0,45	0,56	0,65	0,45	0,56	0,65
U1	198,5			203,5
We	535100	665900	772900	562400	699900	812200
ρ	0,0251			0,0251
M	0,00107	0,00086	0,00074	0,00107	0,00086	0,00074
x	151,1	169,5	183,3	153,8	172,5	186,6

Таким образом, для каждого из отверстий соплового наконечника длина топливного факела увеличивается при увеличении давления открытия иглы форсунки: для диаметра соплового отверстия d_c=0,45 мм на 1,75%, для диаметра d_c=0,56 мм на 1,78%, для диаметра d_c=0,65 мм на 1,73%.