Процесс топливоподачи

В форсунке и в топливопроводе при наличии нагнетательного клапана с отсасывающим пояском устанавливается давление, равное остаточному - Рост, сохраняющееся до следующего цикла подачи топлива. При отсутствии разгрузки устанавливается более высокое давление, равное Р ф.з' что провоцирует появление подтекания топлива под иглу.

Рис. 6.7.2. Кривые: а). давление впрыска у форсунки, б). хода иглы форсунки, в). законы подачи топлива в пределах цикла.

В общем случае процесс топливоподачи в системе «ТНВД - форсуночный топливопровод – форсунка» можно условно подразделить на следующие этапы:

1 этап – наполнение полости ТНВД топливом, поступающим от подкачивающего насоса под давлением 0,4-0,5 МПа. Начало - открытие плунжером при его движении вниз впускного окна (клапана).

Окончание - закрытие плунжером впускного окна (клапана) при его движении из крайнего нижнего положения вверх (геометрическое окончание наполнения). Действительное окончание наполнения происходит раньше, так как при подходе верхней кромки плунжера к верхней кромке окна благодаря возникающему в остающейся узкой щели дросселированию начинается сжатие топлива, давление топлива начинает расти и перепуск прекращается. При этом, чем больше обороты двигателя, тем больше сказывается дросселирование и тем раньше (по углу поворота вала) заканчивается наполнение и начинается сжатие топлива. Таким образом, активный ход плунжера несколько увеличивается.

2 этап – сжатие топлива в надплунжерной полости насоса от давления подкачки до давления, при котором открывается нагнетательный клапан насоса Pоткр.н.кл. = Pзатяга.пруж.кл. + Pост Здесь уместно отметить, что существенную роль в процессе топливоподачи играет сжимаемость топлива. Коэффициент сжимаемости топлив а = (0,6 - 1,0) 10-6 мЗ/кг. Благодаря сжимаемости плунжер затрачивает часть своего хода на сжатие топлива

Расчетное уравнение –

Fпл Спл dt = a V1 dp (1)

где: Fпл – площадь плунжера, Спл – скорость плунжера, t - время, V1 – объем надплунжерной полости насоса, Р - давление топлива.

3 этап – продолжение сжатия (соответствующего роста давления) топлива в объеме полости насоса V1 и в объеме топливопровода и форсунки V2. Начало – открытие нагнетательного клапана. Окончание – достижение давления открытия иглы Рфо.

Расчетное уравнение –

Fпл Спл dt = a (V1 + V1) dp (2)

4 этап – впрыск топлива в цилиндр с момента открытия иглы и до момента начала отсечки в ТНВД. Начало этапа - момент подъема давления топлива у иглы форсунки до величины давления открытия иглы. Окончание - начало отсечки в ТНВД, соответствующее открытию отсечной кромкой плунжера отсечного отверстия (открытию отсечного клапана в насосе клап. типа) и закрытие нагнетательного клапана.

Расчётное уравнение –

Fпл Спл dt = a (V1 + V2) dp + μ fc (2/ρ)1/2 (Pт – Pц.ср)1/2 dt (3)

Объёмная подача Объём сжимаемого Расход топлива

плунжера топлива через форсунку

где: μ - коэффициент истечения сопловых отверстий, fc - суммарное сечение сопловых отверстий, ρ - плотность топлива, Рт - давление топлива в период впрыска, Pц.ср. - среднее давление в камере сгорания в период впрыска.

5 этап - продолжение истечения (впрыска) топлива из форсунки от момента отсечки в насосе и посадки нагнетательного клапана на седло до момента, когда давление у форсунки упадет до давления посадки иглы на седло (закрытие иглы). Впрыск происходит за счет расширения топлива, оставшегося в топливопроводе и форсунке (в объеме V2).