(495) 647-14-00
Skype nevi6631
(929) 588-38-58
Фартех в Твиттере Фартех в Вконтакте Фартех в Фейсбуке Фартех в Живом Журнале Фартех в Гугль +

zakaz@farlam.ru

      Открытие дизель центра

 


Распылители соплового типа

Применение

Распылители соплового типа применяются в двигателях с непосредственным впрыском топлива (DI). Расположение распылителя форсунки в камере сгорания обычно определяется конструкцией двигателя. Сопловые отверстия распылителя форсунки устанавливаются под разными углами в зависимости от формы камеры сгорания (рис. 1).


Рис 1. 1-Корпус распылителя; 2-Уплотнительная прокладка (шайба); 3-Распылитель соплового типа; y-Угол наклона распылителя; g-Угол развёртывания факелов топлива.

Распылители соплового типа подразделяются по следующим признакам: распылители с подыгольным объёмом; распылители с уменьшенным подыгольным объёмом и перекрытием сопловых отверстий (vco).

Сопловые распылители подразделяются также по размерам на следующие типы:

· Тип Р с диаметром иглы 4 мм (распылители с подыгольным объёмом и с уменьшенным подыгольным объёмом);

· Тип S с диаметром иглы от 5 до 6 мм (распылители с подыгольным объёмом для больших двигателей).

В топливных системах Common Rail и с насос-форсунками распылители соплового типа встроены в корпус форсунки. Давление начала подъёма иглы распылителя форсунки соплового типа находится в пределах 150 — 350 бар.

Конструкция

Сопловые отверстия (позиция 6 на рис. 2) располагаются вокруг наконечника 7 корпуса распылителя. Число и размер сопловых отверстий зависят от следующих факторов: необходимая цикловая подача; форма камеры сгорания; воздушный вихрь (закрутка потока) внутри камеры сгорания.

Диаметр сопловых отверстий с внутренней стороны несколько больше, чем с наружной. Это различие определяется фактором конусности. Передние кромки сопловых отверстий могут быть скруглены в гидроэрозионном (НЕ) процессе, который заключается в использовании гидроэрозионных жидкостей, содержащих абразивные частицы, которые скругляют острые кромки отверстий в местах течений с высокой скоростью (передние кромки сопловых отверстий). Гидроэрозионная технология может быть использована как в распылителях с подыгольным объёмом, так и в распылителях с перекрытием (vco). Гидроэрозионный метод применяется в следующих целях: оптимизация коэффициента гидравлического сопротивления в потоке; предотвращение эрозии кромок, вызванных абразивными частицами в топливе; ужесточение допусков по расходу через сопловые отверстия.

Распылители форсунок должны быть грамотно спроектированы, чтобы соответствовать характеристикам двигателя, в котором они будут использоваться. Конструкция распылителя играет решающую роль в решении следующих задач:

· точное дозирование впрыскиваемого топлива (продолжительность процесса впрыска и количество впрыскиваемого топлива по градусам углов поворота коленчатого вала);

· кондиции впрыскиваемого топлива (число факелов распыливания, форма факелов и тонкость распыливания топлива);

· распределение топлива по камере сгорания;

· герметизация системы впрыска топлива от камеры сгорания.

Форма камеры давления 10 выполняется электрохимической обработкой (ЕСМ). Электрод, через который подаётся электролит, вводится в предварительно просверленное отверстие в корпусе распылителя. Снятый в процессе обработки материал удаляется из корпуса распылителя, который подключён к положительному электрическому выводу (анодное расплавление).

Рис 2. 1-Ограничитель хода иглы распылителя; 2-Отверстие для фиксатора; 3-Нажимной конус; 4-Вторая направляющая иглы распылителя; 5-Стержень иглы; б-Сопловые отверстия; 7-Конический наконечник корпуса распылителя; 8-Корпус распылителя; 9-Упор корпуса распылителя; 10-Камера давления; 11-Впускной канал; 12-Направляющее отверстие иглы распылителя; 13-Цилиндрическая часть корпуса распылителя; 14-Поверхность уплотнения; FF-Сила действия пружины; FD-Сила действия давления на нажимной конус.

Варианты конструкций

Топливо в подыгольном объёме, то есть ниже седла распылителя, после процесса сгорания испаряется, что приводит к значительному выбросу углеводородов (СН) с ОГ двигателя. По этой причине очень важно, чтобы этот «вредный» объём был настолько малым, насколько это возможно.

Кроме того, на характеристики открытия и закрытия распылителя решающее влияние оказывают геометрия седла и форма наконечника корпуса распылителя. Это, в свою очередь, влияет на уровень выбросов сажи и NOx с ОГ дизеля.

Рассмотрение различных факторов в сочетании с требованиями, предъявляемыми к двигателю и топливной системе, приводит к различным модификациям конструкций распылителей форсунок.

Имеются, как указывалось выше, два основных типа форсунок: распылители с подыгольным объёмом; распылители с уменьшенным подыгольным объёмом и с перекрытием сопловых отверстий (vco).

При этом среди распылителей с подыгольным объёмом имеется несколько вариантов.

Распылители с подыгольным объёмом

В распылителях форсунок с подыгольным объёмом сопловые отверстия (позиция 6 на рис. 2) выходят из полости подыгольного объёма в наконечнике распылителя. Если корпус распылителя имеет конический наконечник, то сопловые отверстия или механически просверливаются, или выполняются электроэрозионным способом, в зависимости от его конструкции.

В распылителях с круглым наконечником сопловые отверстия обычно выполняются электроэрозионным способом. Подыгольные объёмы распылителей могут иметь коническую или цилиндрическую форму различных размеров. Распылители с круглым наконечником (рис. 3) и цилиндрическим подыгольным объёмом, который состоит из цилиндрической и полусферической частей, охватывает большое число вариантов по отношению к числу сопловых отверстий, их длине и величине конусности. В распылителях с круглым наконечником корпуса в сочетании с формой подыгольного объёма обеспечивается равная длина всех сопловых отверстий.

Рис 3. 1-Кромка; 2-Фаска; 3-Запирающая часть иглы распылителя; 4-Наконечник иглы; 5-Сопловые отверстия; 6-Концевая головка; 7-Цилиндрический подыгольный объём («мёртвый объём»); 8-Передняя кромка соплового отверстия; 9-Галтель; 10-Конус корпуса распылителя; 11-Седло корпуса распылителя; 12-Демпфирующий конус.

Распылители с подыгольным объёмом цилиндрической формы и коническим наконечником корпуса (рис. 4а) изготовляются с сопловыми отверстиями длиной только 0,6 мм. Конический наконечник увеличивает его прочность благодаря большей толщине стенки между галтелью 3 и седлом распылителя 4. Распылители с подыгольным объёмом конической формы и коническим наконечником корпуса (рис. 4Ь) имеют остаточный объём меньшего размера, чем у распылителя с подыгольным объёмом цилиндрической формы. Величина остаточного объёма в этом случае находится между уменьшенным подыгольным объёмом и подыгольным объёмом цилиндрической формы. Для того чтобы достигнуть равномерной толщины стенки наконечника распылителя, рассматриваемому подыгольному объёму должен соответствовать конический наконечник корпуса распылителя. Дальнейшим усовершенствованием распылителей с подыгольным объёмом является распылитель с микроподыгольным объёмом (рис. 4с). Подыгольный объём такого распылителя приблизительно на 30% меньше обычного подыгольного объёма распылителя. Такой тип распылителя особенно подходит для использования в топливных системах Common Rail, форсунки которых работают с относительно медленным подъёмом иглы и, соответственно, со сравнительно долгим дросселированием потока в седле. Распылитель с микроподыгольным объёмом представляет собой наилучший компромисс между минимизированием остаточного объёма и равномерным распределением впрыскиваемого топлива при открытии форсунки в системах Common Rail.

Рис 4. а-Цилиндрический подыгольный объём и конический наконечник; b-Конический подыгольный объём и конический наконечник; с-Микроподыгольный объём; d-Распылитель с уменьшенным подыгольным объёмом и перекрытием сопловых отверстй (vco); 1-Подыгольный объём цилиндрической формы; 2-Конический наконечник корпуса распылителя; 3-Галтель; 4-Поверхность седла корпуса распылителя; 5-Подыгольный объём конической формы.

Распылители с уменьшенным подыгольным объёмом и перекрытием сопловых отверстий (vco) Для минимизирования остаточного объёма и, следовательно, для снижения эмиссии углеводородов (СН) с ОГ двигателя сопловые отверстия выходят из зоны поверхности седла распылителя. При закрытой форсунке игла распылителя почти полностью перекрывает сопловые отверстия, так что практически нет прямого соединения между подыгольным объёмом и камерой сгорания (рис. 4d). Подыгольный объём в таком распылителе, как отмечалось выше, значительно меньше обычного подыгольного объёма. Распылители с уменьшенным подыгольным объёмом (vco) имеют значительно меньший запас прочности, чем распылители с обычным подыгольным объёмом, поэтому они изготовляются только с сопловыми отверстиями длиной 1 мм. Наконечник корпуса распылителя имеет коническую форму, а сопловые отверстия изготовляются электроэрозионным способом.

Специальная геометрия сопловых отверстий, двойная направляющая и комплексная геометрия иглы распылителя используются для дальнейшего улучшения распыливания топливного факела и, следовательно, обеспечения хорошего смесеобразования как в распылителях с обычным подыгольным объёмом, так и в распылителях с уменьшенным подыгольным объёмом (vco).

Тепловая защита

Максимальная температурная нагрузка распылителей с подыгольным объёмом составляет приблизительно 300° С (термическое сопротивление материала). Для обеспечения нормальной работы распылителей в особо сложных условиях используются теплозащитные втулки, а в крупных двигателях даже охлаждаемые распылители.

Влияние на эмиссию вредных веществ

Геометрия распылителя оказывает непосредственное влияние на эмиссию вредных веществ с ОГ дизелей:

· Геометрия сопловых отверстий (позиция 1 на рис. 5) влияет главным образом на эмиссию NOx.

· Геометрия седла корпуса распылителя 2 оказывает влияние на уровень шума двигателя из-за его влияния на объём топлива, подаваемого в начале процесса впрыска. Целью оптимизации геометрии сопловых отверстий и седла корпуса распылителя является создание надёжной конструкции распылителя, обеспечивающей в условиях массового производства выдерживание очень точных размерных допусков.

· Геометрия подыгольного объёма 3, как отмечалось выше, влияет на эмиссию СН. Конструктор может выбирать и комбинировать различные характеристики распылителей с целью получения оптимальной конструкции для конкретного двигателя и соответствующего транспортного средства.

Рис 5. 1-Геометрия соплового отверстия; 2-Геометрия седла; 3-Геометрия подыгольного объёма.

По этой причине важно, чтобы распылители форсунок проектировались специально для автомобиля, двигателя и топливной системы, в которых они будут использоваться. При проведении технического обслуживания очень важно, чтобы использовались только фирменные запасные детали изготовителей комплектного оборудования. Тогда исключается ухудшение характеристик двигателя и увеличение выбросов вредных веществ с ОГ.

Формы факелов распыливания топлива

Рис 6. 1-Геометрия соплового отверстия; 2-Геометрия седла; 3-Геометрия подыгольного объёма. Высокоскоростная съёмка факелов впрыска топлива по участкам кривой характеристики впрыска распылителем соплового типа двигателя легкового автомобиля.

Обычно форма впрыскиваемой струи топлива в двигателях легковых автомобилей является длинной и тонкой, поскольку внутри камеры сгорания этих двигателей создаётся высокая интенсивность закрутки потока. В камерах сгорания двигателей коммерческих автомобилей закрутка потока не создаётся, и поэтому струя топлива должна быть более короткой и широкой.

Даже когда имеет место высокая степень закрутки потока, индивидуальные факелы впрыскиваемого топлива не должны пересекаться и смешиваться, в противном случае впрыскиваемое топливо могло бы попадать в зоны, где горение уже имеет место и, следовательно, имеется недостаток воздуха. Результатом этого может быть образование большого количества сажи. Распылители соплового типа имеют до шести сопловых отверстий в двигателях легковых автомобилей и до десяти - в коммерческих автомобилях. Дальнейшее усовершенствование конструкций распылителей предполагает увеличение числа сопловых отверстий и уменьшение их диаметра (< 0,12 мм) для достижения высокой тонкости распыливания топлива и равномерного его распределения по камере сгорания.



Лидеры продажи


 

Copyright 2006-2017 ООО "ФАРЛАМ" т.: +7 (495) 647-1400  Карта сайта

Информация на данном интернет-сайте носит исключительно информационный (ознакомительный) характер и ни при каких условиях не является публичной офертой, определяемой положениями Статьи 437 Гражданского кодекса РФ. Для получения исчерпывающей информации о стоимости и характеристиках товаров обращайтесь к менеджерам по продажам