5. Влияние процесса впрыскивания топлива на рабочий процесс дизеля

Основными параметрами топливоподачи, которые оказывают наи­большее влияние на рабочий процесс дизеля, являются: угол начала впрыскивания, качество распыливания топлива, характеристика впрыс­кивания, продолжительность впрыскивания, наличие подвпрыскивания и нестабильная работа форсунки.

С увеличением угла начала впрыскивания _оп топливо в ци­линдр впрыскивается раньше, поэтому и воспламеняется обычно раньше. В результате большее количество топлива сгорает до ВМТ, что приводит к возрастанию показателей механической напряженности: р_Z, , p/ и dp/d. Значения их будут еще больше возрастать, если с увеличением угла _оп возрастет и период _i (вследствие впрыскивания топлива в среду с более низкими давлением и температурой).

От угла _оп в значительной степени зависит и экономичность дизеля. Если при анализе за исходное значение угла _оп принять такое, при котором угол начала сгорания _cr = 0, то с увеличением _оп эконо­мичность вначале повысится, так как некоторое возрастание работы сжа­тия до ВМТ с избытком компенсируется повышением термического КПД вследствие подвода теплоты к рабочему телу при более высокой средней температуре. Однако при больших значениях угла _оп работа сжатия существенно возрастает и ее увеличение становится больше, чем выигрыш в термическом КПД, а поэтому экономичность дизеля упадет.

С уменьшением угла _оп, особенно до значений, соответствую­щих началу сгорания топлива после ВМТ, происходит снижение показа­телей механической напряженности, но одновременно уменьшается эко­номичность дизеля и увеличивается степень догорания топлива, что по­вышает температуру отработавших газов и теплонапряженность деталей ЦПГ и выпускного клапана (при его наличии).

Качество распыливания топлива оказывает решающее влияние на процесс сгорания. Чем оно выше, тем меньше догорание топлива, тем вы­ше экономичность дизеля и ниже температура отработавших газов. Ка­чество распыливания топлива зависит от давления р_а (см. рис. 6) и кон­структивного исполнения распыливающих отверстий.

На рабочий процесс дизеля существенно влияет и характеристика впрыскивания: чем меньше топлива подано за период _i, тем ниже по­казатели механической напряженности дизеля. От характеристики впрыскивания в заключительной фазе (угол _п, см. рис. 6) зависит и процесс догорания топлива. Необходимо стремиться к тому, чтобы в этой фазе как можно меньшее количество топлива было впрыснуто в цилиндр. Данное требование может быть выполнено при резкой отсеч­ке подачи топлива.

Большое влияние на рабочий процесс дизеля оказывает также продолжительность впрыскивания топлива, определяемая углом _вп. Чтобы повысить экономичность дизеля, необходимо обеспечить срав­нительно небольшое значение этого угла, что позволит большее ко­личество топлива сжигать в районе ВМТ, т.е. осуществлять подвод теп­ла при более высокой температуре, а также уменьшить догорание. Угол _вп можно уменьшить путем повышения давления впрыскивания или увеличения эффективного проходного сечения распылителя. Однако сле­дует помнить, что в первом случае возрастают механические нагрузки на детали топливной аппаратуры, а во втором случае на режимах малых нагрузок дизеля будет низкое давление впрыскивания и как следствие — плохое распыливание топлива.

К отрицательным последствиям обычно приводит подвпрыскивание топлива. В этот период давление р_а низкое (из-за малого давле­ния р_Ф и небольшого подъема иглы), а поэтому топливо плохо распыливается. Кроме того, оно подается на линии расширения газов, обусловли­вая тем самым большее догорание. В связи с этим подвпрыскивание крайне нежелательно, так как оно повышает удельный расход топлива (т.е. снижает экономичность дизеля), увеличивает дымность выхлопа, способствует интенсивному нагарообразованию, а также закоксовыванию сопловых отверстий распылителей и окон втулок цилиндров двух­тактных дизелей.

Нестабильная работа форсунок ухудшает эксплуатационные по­казатели работы дизеля, особенно на режимах малых нагрузок, ког­да возможны даже пропуски отдельных подач топлива в рабочие ци­линдры.