3. Рабочий процесс дизеля и топливоподача

Все элементы топливной системы высокого давления дизели сле­дует подбирать так, чтобы в совокупности они могли наилучшим обра­зом обеспечить процесс сгорания топлива, от которого в значительной мере зависит рабочий процесс дизеля, а следовательно, его мощностные, эксплуатационные и экономические показатели. Рассмотрим кратко про­цесс сгорания топлива с помощью развернутой по времени (углу пово­рота коленчатого вала ) индикаторной диаграммы давления газов в рабочем цилиндре р_ц (рис. 6).

Рис. 6. Осциллограмма рабочего процесса и топливоподачи дизеля: 1 - фазовая отметка угла поворота коленчатого вала; 2 - отметка времени; 3 - давление га­зов в цилиндре дизеля; 4,5,6,7 - давление топлива соответственно в надплунжер-ной полости и штуцере насоса, в кармане корпуса распылителя и в подыгольчатой полости распылителя форсунки; 8 - ход иглы распылителя

На рисунке также приведены кривые топливоподачи: давления топлива в надплунжерном пространстве р_н и штуцере ТНВД, в кармане корпуса р_ф, и в подыгольчатой полости р_а распылителя, а также хода иглы распылителя z. Точки а, в, г и д со­ответствуют моментам повышения давления топлива в полостях ТНВД и форсунки, точка б - геометрическому началу нагнетания топлива, точка d — началу подъема иглы распылителя, а точка е — моменту ее посадки.

Процесс сгорания топлива по А.И.Толстову условно разбивают на 4 пе-риода: подготовительный (участок d—c'), воспламенения и началь­ного сгора-ния (участок с' - z), основного сгорания (участок z - z') и догорания (после точки z').

Первый период - задержка самовоспламенения. Продолжитель­ность этого периода _i в основном определяется тепловым состоянием дизеля и качеством распыливания топлива и его смесеобразования с воздухом. Качество распыливания топлива в значительной степени за­висит от конструкции и режима работы топливной аппаратуры.

Второй период — неуправляемый процесс, так как в это время сгорает в основном топливо, впрыснутое за период _i. Процесс сгорания во втором периоде носит взрывной характер, а показатели механической напряженности оценивают по максимальному давлению сгорания р_z сте­пени повышения давления ' = р_z / р (где р - давление в цилиндре в момент начала видимого сгорания), а также по средней р/ и макси­мальной dp/d скоростям нарастания давления газов.

Средняя скорость р/= (р_z - р ) / (_сг+_z), где _сг - угол от момента начала видимого сгорания до ВМТ, а _z - угол после ВМТ, соответствующий давлению р_z. Величину dp/d находят как максималь­ное значение отношения приращения давления газов в цилиндре р_ц к углу поворота коленчатого вала  после проведения касательных в различных точках кривой р_ц.

Третий период - управляемое сгорание; процессом сгорания можно управлять, изменяя процесс впрыскивания.

Четвертый период — замедленное догорание топлива. Теплота топлива, выделившаяся при сгорании в этот период, используется с ма­лой эффективностью.

Как видно из рисунка, моменты, соответствующие точкам в и г, не совпадают между собой. Время между этими моментами равно вре­мени прохождения волной давления расстояния от штуцера насоса до кармана корпуса распылителя форсунки.

Процесс топливоподачи является неустановившимся, в связи с чем после посадки иглы и нагнетательного клапана на свои седла в на­гнетательной магистрали наблюдаются интенсивные колебания давления топлива. Если в результате этого в кармане корпуса распылителя дав­ление р_ф превысит давление начала подъема иглы, то произойдет вторич­ный ее подъем, т.е. подвпрыскивание топлива (участок ж - и).