Давление впрыскивания дизельной форсунки

Давление впрыскивания

При впрыскивании потенциальная энергия давления топлива превращается в кинетическую энергию его струи. Высокое давление приводит к большой скорости выхода топлива из отверстия форсунки. Распыливание топлива происходит из- за импульсного смешения турбулентной струи топлива с воздухом в камере сгорания. Чем выше относительная скорость между впрыскиваемым топливом и воздухом, а также плотность воздуха в камере сгорания, тем тоньше распыливается топливо. Специальным подбором параметров можно добиться того, чтобы давление в магистрали у форсунки (оно же давление впрыскивания) было выше, чем у ТНВД.

boschdiesel 73

 

Рис. 11

 

Двигатель с системой непосредственного впрыска топлива, частота вращения коленчатого вала 1200 мин среднее давление 16.2 бар  р -  давление впрыскивания а - момент начала впрыскивания после ВМТ nopшня по углу поворота коленчатого вала SZ -  число почернения по методике Bosch 


Двигатели с непосредственным впрыском топлива

У дизелей с непосредственным впрыском топлива скорость воздуха в камере сгорания сравнительно мала — в соответствии с законом сохранения энергии впускаемого воздуха при его тангенциальном поступлении в цилиндр (вихревой эффект). Лишь при движении поршня до ВМТ скорость вихря увеличивается.

При непосредственном впрыскивании топливо подается в камеру сгорания под высоким давлением. Впрыскивание с давлениями порядка 2000 бар может сильно уменьшить уровень эмиссии дыма и вредных веществ. В настоящее время системы впрыска при полной нагрузке создают максимальное давление от 1000 до 2050 бар для легковых автомобилей и 1000... 1800 бар для грузовых. Однако максимальное давление достигается только в верхней области частот вращения коленчатого вала (кроме системы Common Rail). В то же время для благоприятного протекания кривой максимального крутящего момента и одновременно малой дымности ОГ при низких нагрузках решающее значение имеет высокое давление впрыскивания. Исходя из этого уровень давления впрыскивания в зоне максимального крутящего момента для легковых и грузовых автомобилей должен лежать в диапазоне 800... 1400 бар.

Двигатели с разделенными камерами сгорания

Двигатели с разделенными камерами сгорания, где нарастание давления сгорания сглаживается перетеканием заряда топливовоздушной смеси из предварительной камеры в основную, имеют высокие скорости воздуха в дополнительной камере и в канале, соединяющем ее с основной камерой сгорания. При этом процессе давление впрыскивания свыше 450 бар не дает никаких преимуществ.

Направление и количество факелов впрыскивания

Двигатели с непосредственным впрыском топлива

Дизели с непосредственным впрыском топлива оснащаются, как правило, центрально расположенными форсунками с числом отверстий в распылителе от 4 до10 (в большинстве случаев 6...8 отверстий, см. главу «Форсунки»). Факелы впрыскивания очень точно направлены в камеру сгорания. Отклонение направления впрыскивания уже на 2° от оптимального направления приводит к ощутимому повышению дымности ОГ и расхода топлива.

Двигатели с разделенными камерами сгорания

Дизели с разделенными камерами сгорания работают со штифтовыми распылителями, создающими только один факел.

Форсунка впрыскивает в предварительную или вихревую камеру топливо таким образом, что его факел, направленный точно в предкамеру, касается свечи накаливания. Отклонение от этого направления ведет к ухудшению условий использования воздуха для сгорания и за тем к увеличению уровней концентрации черного дыма и эмиссии углеводородов.

boschdiesel 74

Таблица 1

Показано, как сильно впрыскивание отражается на параметра двигателя. Только хорошo подобранная и точно работающая система впрыска гарантирует дизелю высокую работоспособность