Расчет форсунки для впрыска бензина

Исходные данные: N_e= 50 кВт - номинальная мощность двигателя при частоте вращения 5600 мин^-1;

g_e = 0,27 кг/(кВт·ч) - удельный расход топлива;

_б = 750 кг/м³ - плотность бензина;

ΔР = 5·10⁵ МПа – давление топлива в аккумуляторе (давление впрыска топлива);

S = 80 мм - ход поршня;

D = 78 мм - диаметр поршня.

1. Рабочий объем одного цилиндра равен:

. (1)

2. Часовой расход топлива определяем по формуле:

. (2)

3. Из уравнения состояния газа (уравнение Клапейрона-Менделеева).

(3)

Находим количество воздуха, входящее в один цилиндр за такт впуска при атмосферных условиях: (4)

где: P = 1·10⁵ Па - атмосферное давление;

V = 0,382 л – рабочий объем одного цилиндра;

R = 287Дж/(кг·К) – газовая постоянная для воздуха;

Т = 293 К – температура воздуха.

4. Для нормального сгорания топлива необходимо обеспечить α = 1. Для сгорания 1 кг топлива необходимо 15 кг воздуха.

5. При α = 1 массовое количество топлива за впрыск в граммах и объемное в миллиметрах кубических находим из выражения:

. (5)

6. Процесс впуска топлива у 4-х тактного двигателя соответствует 180° угла поворота коленчатого вала. Считаем, что на номинальном режиме впрыск топлива форсункой продолжается 180⁰. Угол поворота коленчатого вала связан с частотой вращения и временем формулой:

(6)

7. Откуда время на впрыск:

(7)

8. Скорость истечения топлива: (36500 мм/с.). При коэффициенте расхода 0,7 действительная скорость истечения будет равна 25,5 м/с.

9. Объем впрыснутого топлива за время t находится из выражения:

, откуда: (9)

10. Площадь сечения отверстия в форсунке:

(10)

11. Определяем кольцевое сечение на выходе из форсунки, используя выражение:

, (11)

12. Откуда диаметр отверстия распылителя:

, (12)

где d_ш=1мм ̶ диаметр штифта форсунки.

Площадь кольцевая на выходе из форсунки равна π·d_ш, умноженная на радиальный зазор, равный 0,037мм и соответствует 0,123 мм². Радиальный зазор равен 37,5 мкм. При диаметре штифта иглы 1 мм диаметр отверстия будет равен 1,075 мм. Один мм соответствует 1000 мкм.

13. Откуда радиальный зазор между штифтом и отверстием распылителя составит:

При изготовлении форсунки отклонения диаметра штифта и отверстия не превышают 3 мкм.

6.8. Принцип работы электрического бензонасоса и его

основные неисправности.

На рис. 6.16. показана конструкция насоса для подачи под давлением бензина к форсункам. Конструкция насоса разборная, что позволяет производить его ремонт.

При подаче напряжения на клеммы насоса электрический ток через коллектор движется по обмоткам якоря. При этом создается магнитное поле в обмотках якоря. Магнитное поле якоря, взаимодействуя с постоянным магнитным потоком статора, приводит его во вращательное движение. Якорь 4 электродвигателя приводит во вращение ротор насоса 7.

Рис. 7.4. Сборочный чертеж электрического бензонасоса:

1 – корпус; 2 – перепускной клапан; 3 – роликовый насос; 4 – электродвигатель; 5 – обратный клапан; 6 – статор насоса; 7 – ротор насоса; 8 – кольцо из полимера; 9 – кольцо уплотнительное; 10 – гайка

Для передачи вращения ротору насоса якорь снабжен пластмассовой муфтой с двумя «усиками», при сборке попадающими во внутренние пазы ротора. В роторе насоса имеются пазы, в которые вставлены ролики. Ротор 7 насоса относительно статора 6 располагается эксцентрично. При вращении ротора, ролики под действием центробежных сил, прижимаются к статору, образуя полость всасывания и нагнетания. Сверху и снизу статор закрыт торцевыми крышками, которые на схеме не показаны. В этих крышках выполнены подводящие и отводящие каналы. При вращении ротора по часовой стрелке полость всасывания находится там, где объем насоса увеличивается и давление становится меньше атмосферного (справа). Ролик, находясь внизу, разделяет полость насоса на две части – всасывающую и напорную (слева). В напорной линии установлен перепускной клапан, который поддерживает постоянное давление (0,4 – 0,6 МПа).

В процессе работы насоса идет износ его деталей. Причиной износа служат твердые частицы, содержащиеся в топливе даже при тщательной фильтрации и силы трения. Чаще всего изнашивается статор насоса. В статоре насоса имеется кольцо, покрытое антифрикционным слоем. Это кольцо изнашивается, что сопровождается снижением давления и повышенным шумом насоса. Производительность насоса можно восстановить, заменив изношенное кольцо статора кольцом из полимера 8 (Е-капролактам). Корпус насоса 1 выполняется разборным и соединяется при помощи резьбы гайкой 10.

Контрольные вопросы:

1. Чем отличается система впрыска «L–Jetronic» от систем «K–Jetronic» и «KE–Jetronic»?

2. Благодаря чему система впрыска «L–Jetronic» обеспечивает высокую экономичность и экологичность работы обслуживаемого ею ДВС?

3. Какой тип управления имеют форсунки системы «L–Jetronic» и почему?

4. Зачем в системе «L–Jetronic» установлен высотный корректор?

5. Какой механизм в системе «L–Jetronic» передает информацию в электрон­ный блок управления о положении дроссельной заслонки?

6. Каковы причины необходимости обогащения горючей смеси при работе двигателя на полной нагрузке?

7. Принцип работы форсунки для впрыска бензина, основные неисправности и способы устранения.

8. Принцип работы электробензонасоса, основные неисправности и способы ремонта.

8 УСТРОЙСТВО ГАЗОБАЛЛОННОГО ОБОРУДОВАНИЯ