7.3. Последовательность контроля состояния форсунок

1) Определяют расход топлива через форсунки и неравномерность подачи, используя стенд (рис. 7.2).

2) Оценивают качество распыления – контроль и сравнение качества распыла форсунок при различных частотах вращения коленчатого вала двигателя.

3) Испытывают форсунки на герметичность в запорном конусе.

4) При необходимости очищают форсунки от лаковых отложений.

5) Проверяют расхода топлива и качества распыления после промывки.

6) Если форсунка не обеспечивает требуемую подачу и распыливание топлива, её заменяют.

Рис. 7.2. Стенд для контроля форсунок

7.4. 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 (0,75 г/см³) – плотность бензина;

ΔР = 4·10⁵ Па – давление топлива в аккумуляторе (давление впрыска топлива); S = 80 мм – ход поршня; D = 78 мм – диаметр поршня.

1. Рабочий объем одного цилиндра равен:

. (7.1)

2. Часовой расход топлива определяем по формуле:

. (7.2)

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

. (7.3)

Находим теоретическое количество воздуха, входящее в один цилиндр за такт впуска при атмосферных условиях: (7.4)

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:

. (7.5)

Q = 0,03 / 0,75 = 0,04 см³ = 40 мм³.

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

. (7.6)

7. Откуда время на впрыск

(7.7)

8. Скорость истечения топлива: . (32600 мм/с). При коэффициенте расхода 0,7 действительная скорость истечения будет равна 22,8 м/с.

9. Объем впрыснутого топлива за время t находится из выражения

. (7.8)

10. Площадь сечения отверстия в форсунке

. (7.9)

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

. (7.10)

12. Откуда диаметр отверстия распылителя:

, (7.11)

где d_ш = 1мм – диаметр штифта форсунки.

Площадь кольцевая на выходе из форсунки равна π·d_ш, умноженная на радиальный зазор, равный 0,11 мм и соответствует 0,35 мм². Диаметральный зазор будет равен 220 мкм. При диаметре штифта иглы 1 мм диаметр отверстия будет равен 1,22 мм. Один мм соответствует 1000 мкм.

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