- •Рабочие процессы, конструкция, основы расчета энергетических установок транспортно-технологических машин и оборудования
- •Лабораторная работа № 7. Конструкция, испытание и Расчет форсунок
- •Последовательность выполнения работы
- •Диаметр соплового отверстия форсунки:
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №8. Конструкция, испытание и расчет топливного насоса высокого давления (тнвд)
- •Последовательность выполнения работы
- •Испытание и регулирование тнвд.
- •Протокол испытаний
- •Лабораторная работа №10. Снятие скоростной характеристики двигателя
- •Последовательность выполнения работы
- •Протокол
- •Топливо марки _____________
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №11. Испытание двигателя в составе дизель-генераторной установки
- •Последовательность выполнения работы
- •Расчетные формулы
- •Для определения г в зависимости от нагрузки используется следующая графическая зависимость, представленная на рис.16.
- •Протокол
- •Топливо марки _____________
- •Определение энергетических и топливно-экономических показателей дгу при снятии нагрузочной характеристики
- •Р ис.13. Нагрузочная характеристика дгу
- •Контрольные вопросы
- •Последовательность выполнения работы
- •Отчет по лабораторной работе
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •Содержание
- •Рабочие процессы, конструкция, основы расчета энергетических установок транспортно-технологических машин и оборудования
- •625000, Г. Тюмень, ул. Володарского, 38
- •625039, Г. Тюмень, ул. Киевская, 52
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЕГАЗОВЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ИНСТИТУТ ТРАНСПОРТА
Кафедра «Сервис транспортно-технологических машин»
Рабочие процессы, конструкция, основы расчета энергетических установок транспортно-технологических машин и оборудования
Методические указания по выполнению лабораторных работ
(часть 2) для студентов специальности 190603 очной формы обучения
Тюмень 2010
Утверждено редакционно-издательским советом
Тюменского государственного нефтегазового университета
Составитель: Штайн Геннадий Вольфович, к.т.н., доцент
государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«Тюменский государственный нефтегазовый университет» 2010 г.
Лабораторная работа № 7. Конструкция, испытание и Расчет форсунок
Цель работы:1. Изучить конструктивные особенности форсунок.
2. Ознакомится с технологией испытания и регулировки форсунок современных автотракторных двигателей.
3. Выполнить расчет форсунки.
Оборудование: Стенд КИ-15706, комплект форсунок, инструмент.
Последовательность выполнения работы
Общие положения. Конструктивные особенности форсунок.
Форсунки, устанавливаемые на автотракторные дизельные двигатели, бывают двух видов: со штифтовыми распылителями (рис.1.а) и бесштифтовыми многодырчатыми распылителями (рис.1.б). В корпусе штифтового распылителя имеется одно центральное отверстие диаметром 2 мм, поэтому при подъеме иглы топливо впрыскивается через кольцевую щель шириной 0,003...0,0035 мм, образуемую кольцом отверстия и шрифтом. При подъеме иглы бесштифтового распылителя топливо впрыскивается в камеру сгорания через сопловые отверстия, количество которых может быть 3, 4, 5 и более.
а. б.
Рис.1. Конструкция распылителей: а - штифтовые; б - бесштифтовые;
1 – распылитель; 2 – игла; 3 – канал топливоподводящий; 4 – сопловое отверстие
Форсунки со штифтовыми распылителями устанавливаются на двигатели с разделенной камерой сгорания, с многодырчатыми — на двигатели с неразделенной камерой сгорания.
Маркировка форсунки ФШ6-2Х250 означает: Ф— форсунка, Ш — штифтовая, 6 — диаметр направляющей цилиндрической поверхности иглы, 2 — диаметр штифта, 25°—угол при вершине конуса штифта распылителя. В маркировке форсунки ФШ6-2005 число 005 обозначает значение угла обратного конуса 5° при вершине штифта.
В маркировке бесштифтовых форсунок ФД-22 буква Д обозначает — дизельная, число 22 — порядковый номер модификации. В форсунке 6AI штуцер подвода топлива выполнен под углом 90°, а в форсунке 6Т2 — под углом 55°. Форсунка модели 236 имеет удлиненный топливоподающий штуцер (2.а). Форсунка модели 240 отличается от базовой модели 236 расположением топливоподающего штуцера и наличием установочного штифта для ориентировки на двигателе. Форсунка дизеля КамАЗ-740 крепится в гнезде головки цилиндра скобой, уплотнение осуществляется в верхнем пояске резиновым кольцом, а в нижнем поясе — стальным конусом и медной шайбой. Давление впрыскивания топлива форсунками двигателей КамАЗ-740, 741 в отличие от форсунок других марок регулируется изменением числа регулировочных шайб, устанавливаемых между опорной шайбой и корпусом форсунки (2.б).
а)
Рис.2. Конструкция форсунок: а-ЯМЗ-236; б-КамАЗ-740
Испытание и регулирование форсунок. В процессе работы проверяют состояние и герметичность прибора (стенда), герметичность собранной форсунки, давление впрыскивания топлива, угол и направление факела распыленного топлива, гидравлическую плотность по запирающему конусу, пропускную способность форсунки. Техническая характеристика и регулировочные параметры форсунок отечественных двигателей представлена в табл.1.
Герметичность форсунок проверяют на приборе и оценивают по скорости падения давления в определенных пределах, которые имеют заданные табличные значения. Герметичность зависит от неплотности запорной части распылителя, зазора вдоль направляющей иглы и неплотности в сопряжении верхнего торца корпуса распылителя с нижним торцом корпуса форсунки. После установки форсунки на прибор открывают вентиль манометра и ослабляют контргайку регулировочного винта. Накачивая топливо и заворачивая винт, устанавливают давление согласно ТУ завода-изготовителя, например, 15,5 МПа для форсунки двигателя А-41.
Таблица 1
Техническая характеристика форсунок
Параметры |
Марка форсунки |
|||||
ФШ6-2 25 |
ФД-22 |
6А1-20С1 |
6Т2-20С1 |
236-1112010 |
КамАЗ |
|
Завод-изготовитель |
НЗТА |
ВЗТА |
АМЗ |
АМЗ |
ЯЗТА |
ЯЗТА |
Марка дизеля |
Д-50 |
Д-240 Д-245 |
А-41 А-01 |
Д-21 Д-144 |
ЯМЗ-236 ЯМЗ-238 |
КамАЗ-740 КамАЗ-741 |
Число сопловых отверстий |
1 |
4 |
4 |
3 |
4 |
4 |
Диаметр соплового отверстия, мм |
2 |
0,34 |
0,32 |
0,30 |
0,32 |
0,30 |
Ход иглы, мм |
0,32 |
2,2 |
2,2 |
2,2 |
3,0 |
3,0 |
Давление начала впрыскивания,МПа |
13 |
17,5 |
15,5 |
17,5 |
17,5 |
18,5 |
Пропускная способность, см |
119…126 |
96…104 |
97 |
85…89 |
108…116 |
108…116 |
Недостаточная герметичность форсунок может быть следствием плохого прилегания верхнего торца корпуса распылителя к корпусу форсунки. Дефект обнаруживается по обильному вытеканию топлива по наружной поверхности корпуса распылителя. Недостаточная герметичность запорной части распылителя проявляется по возникновению капель или увлажнения отверстия распылителя. Наконец, большой зазор в сопряжении направляющей иглы распылителя и его корпуса приводит к интенсивному выбрасыванию капель топлива из отводного отверстия форсунки. Герметичность распылителя по запирающему конусу проверяют путем создания давления на 1,0...1,5 МПа меньше давления начала впрыскивания, установленного в технических условиях па форсунки. В течение 15 с не должно быть пропуска топлива через запирающий конус при визуальном наблюдении; допускается увлажнение носика (торца) корпуса распылителя.
Давление начала впрыскивания регулируют сжатием пружины форсунки, медленным накачиванием топлива и наблюдением за показанием манометра в момент впрыскивания. Максимальное показание, при котором происходит впрыскивание топлива, будет соответствовать давлению начала впрыскивания. У всех марок форсунок, кроме двигателя КамАЗ, давление начала впрыскивания изменяют, вворачивая или выворачивая регулировочный винт форсунки при отпущенной контргайке.. В форсунках двигателя КамАЗ давление начала впрыскивания регулируют изменением суммарной толщины регулировочных шайб, устанавливаемых между опорной шайбой и корпусом форсунки. Добавление или уменьшение количества шайб проводят при снятых гайке распылителя, распылителе, проставке и штанге. Изменение суммарной толщины шайб на 0,05 мм приводит к изменению давления на 0,3...0,35 МПа.
Тонкость дробления топлива, или качество распыливания, определяют визуально. При хорошей работе отрегулированной форсунки топливо распыляется до тумано-образного состояния без отдельных вылетающих капель, струек. Начало и конец впрыскивания четкие, сопровождающиеся характерным скрипящим (дребезжащим) звуком. Для сравнения необходимо иметь эталонную форсунку.
Пропускной способностью форсунки называют то количество топлива, которое проходит через форсунку за 1 мин при постоянной частоте вращения вала насоса и зафиксированной рейке. Пропускную способность форсунки определяют на стенде с контрольным топливным насосом и трубопроводами высокого давления. Отклонения в пропускной способности форсунок одного комплекта не должна превышать 5 %.
Протокол испытаний
Марка форсунки |
Давление впрыскивания МПа |
Качество распыливания |
Герметичность |
Пропускная способность, см3 |
Примечание |
|
|
|
|
|
|
Расчет форсунки. Расчет форсунки сводится к определению диаметра сопловых отверстий (исходные данные для расчета задаются преподавателем). Объем топлива (мм3/цикл), впрыскиваемого форсункой за один рабочий ход четырехтактного дизеля (цикловая подача):
,
где - удельный эффективный расход топлива;
- эффективная номинальная мощность двигателя;
n – номинальная частота вращения коленчатого вала двигателя;
i – число цилиндров двигателя; - плотность топлива.
Время истечения топлива (с): , где - угол поворота коленчатого вала, град. Продолжительность подачи задают в зависимости от типа смесеобразования дизеля. При пленочном смесеобразовании ==15…25°п.к.в., а при объемном и объемно-пленочном, где требуется более высокая скорость впрыскивания, ==10…20°.
Средняя скорость истечения топлива (м/с) через сопловые отверстия распылителя определяется по формуле: ,
где рф — среднее давление впрыскивания топлива, Па;
рц=(рс+рz)/2 - среднее давление газа в цилиндре в период впрыскивания;
рс и рz - давления в конце сжатия и сгорания, определяемые по данным теплового расчета дизеля.
Суммарная площадь сопловых отверстий форсунки находится из выражения: ,
где — коэффициент расхода топлива, равный 0,65…0,85.