Содержание
- 2. Кроме проблем линии низкого давления, качества топлива, существуют другие отличия условий работы: влияние противодавления, подогрева топлива,
- 3. Таким образом, рост температуры топлива - существенный отрицательный фактор, снижающий давление впрыска топлива. Существенными тепловыми факторами
- 4. Известно об исследовании с искусственным подогревом дизельного топлива в топливопроводе высокого давления на безмоторном стенде и
- 5. Рисунок 5 - Давление впрыска при безмоторном испытании и подогреве топливопровода: температура топливопровода + 35°С; температура
- 6. Исследование с подогревом и измерением температуры топливопровода, измерением мгновенной температуры дизельного топлива в процессе топливоподачи проводилось
- 7. Больше соответствует реальности случай, когда температуры топлива и топливопровода увеличиваются от насоса к форсунке. Несмотря на
- 8. Автор проекта предполагает, что при эксплуатации дизеля в моторном отсеке трактора подогрев топлива будет еще выше,
- 9. Замкнутую схему применяют в большинстве дизелей для сельскохозяйственных машин, например, на тракторах МТЗ-82, Т-40, ДТ-75М, Агромаш-90ТГ-А»
- 10. Ни одна из схем циркуляции не влияет на подогрев топлива в линии высокого давления (ЛВД). Автор
- 12. Скачать презентацию
Слайд 2Кроме проблем линии низкого давления, качества топлива, существуют другие отличия условий работы:
Кроме проблем линии низкого давления, качества топлива, существуют другие отличия условий работы:
![Кроме проблем линии низкого давления, качества топлива, существуют другие отличия условий работы:](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/387876/slide-1.jpg)
Решение этих проблем поможет обеспечить более высокий технический уровень дизелей.
Подогрев топлива увеличивает его сжимаемость. Хорошо известно, что даже при безмоторных испытаниях топливо нагревается. Это приводит к изменению его параметров. Чем больше сжимаемость, тем меньше закон движения плунжера влияет на характеристику впрыска. Коэффициент сжимаемости увеличивается с ростом температуры, уменьшением давления и плотности топлива.
Рисунок 2 - Модернизируемый дизель А-41СИ
Слайд 3Таким образом, рост температуры топлива - существенный отрицательный фактор, снижающий давление впрыска
Таким образом, рост температуры топлива - существенный отрицательный фактор, снижающий давление впрыска
![Таким образом, рост температуры топлива - существенный отрицательный фактор, снижающий давление впрыска](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/387876/slide-2.jpg)
Рисунок 4 показывает кривые давлений впрыска, рассчитанные с учетом и без учета тепловых эффектов. Видно, что в дизеле Д49 при их учете давление впрыскивания уменьшилось на 7,3 МПа, изменилась фаза топливоподачи. Что является доказательством необходимости учета тепловых эффектов.
Рисунок 3 - Схема топливной системы дизеля А-41СИ в составе трактора «Агромаш-90ТГ»
Слайд 4Известно об исследовании с искусственным подогревом дизельного топлива в топливопроводе высокого давления
Известно об исследовании с искусственным подогревом дизельного топлива в топливопроводе высокого давления
![Известно об исследовании с искусственным подогревом дизельного топлива в топливопроводе высокого давления](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/387876/slide-3.jpg)
Рисунок 4 - Расчет давления впрыска в дизеле Д-49: без расчета тепловых эффектов, температура топлива и всех деталей топливной системы равна +30°С; с расчетом тепловых эффектов, температура насоса и топлива в нем +30°С, температура топлива в форсунке +100°С, температура форсунки +120°С; φ – угол поворота кулачкового вала
Слайд 5Рисунок 5 - Давление впрыска при безмоторном испытании и подогреве топливопровода: температура
Рисунок 5 - Давление впрыска при безмоторном испытании и подогреве топливопровода: температура
![Рисунок 5 - Давление впрыска при безмоторном испытании и подогреве топливопровода: температура](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/387876/slide-4.jpg)
температура топливопровода + 180°С; t – время процесса, ms.
Одна из составляющих подогрева топлива – разогрев в результате сжатия (см. рисунок 6).
Рисунок 6 – Адиабатный разогрев дизельного топлива в результате сжатия
Слайд 6Исследование с подогревом и измерением температуры топливопровода, измерением мгновенной температуры дизельного топлива
Исследование с подогревом и измерением температуры топливопровода, измерением мгновенной температуры дизельного топлива
![Исследование с подогревом и измерением температуры топливопровода, измерением мгновенной температуры дизельного топлива](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/387876/slide-5.jpg)
При температуре топливопровода не выше начальной температуры топлива замечено следующее: измеренная температура топлива ниже вычисленной по формуле для адиабатной работы сжатия. В первую очередь это свидетельствует о значимости теплообмена со стенками топливопровода.
Если температура топливопровода и топлива близки, то сжатое топливо передает тепло стенкам, в результате максимальная и конечная температура уменьшается.
Если стенки топливопровода более горячие, чем топливо, то имеется необратимый рост температуры топлива в процессе топливоподачи.
Рисунок 7 - Расчетная мгновенная температура топлива в середине топливопровода при топливоподаче с давлением 146 МПа: 1 - учет нагрева в результате сжатия; 2 - то же и теплота трения; 3 - то же и теплообмен при начальной температуре топлива и деталей топливной системы равной +30°С; 4 - то же при начальных температурах топлива +30°С и деталей топливной системы равной +65°С; 5 - то же при начальных температуре топлива и ТНВД равной +30°С, температуре форсунки +120°С и топлива в ней равной +70°С.
Слайд 7Больше соответствует реальности случай, когда температуры топлива и топливопровода увеличиваются от насоса
Больше соответствует реальности случай, когда температуры топлива и топливопровода увеличиваются от насоса
![Больше соответствует реальности случай, когда температуры топлива и топливопровода увеличиваются от насоса](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/387876/slide-6.jpg)
Всё вышесказанное четко показывает важность изучения и учета тепловых эффектов при проектировании и эксплуатации топливной аппаратуры дизелей.
В одном источнике делается вывод об отсутствии необходимости учета тепловых эффектов для топливной аппаратуры с максимальными давлениями впрыска 20…50 МПа без интенсивного газообразования. Этот вывод, вероятно, делается по причине меньшего разогрева топлива от сжатия в такой аппаратуре.
Однако, если посмотреть на рисунок 7 и сравнить кривые (3) и (5), то можно увидеть, что даже при давлении подачи 146 МРа около 40% составляет доля повышения температуры от сжатия и около 60% - доля подогрева от стенок. То есть наиболее значимым фактором является подогрев от стенок. Он не зависит от давления и повышает температуру топлива при давлении до 50 МПа.
Автор этой статьи предполагает, что при эксплуатации дизеля в моторном отсеке трактора «Агромаш-90ТГ-А», подогрев топлива будет еще больше, чем при стендовых испытаниях дизеля. Основанием для этого предположения являются данные: воздух в моторном отсеке автомобиля в жаркое время нагревается до 80…100°С.
Известно, что сертификационные испытания дизелей тракторов и сельскохозяйственных машин проводятся на моторных стендах без моторного отсека, вентилятора, радиаторов.
Слайд 8Автор проекта предполагает, что при эксплуатации дизеля в моторном отсеке трактора подогрев
Автор проекта предполагает, что при эксплуатации дизеля в моторном отсеке трактора подогрев
![Автор проекта предполагает, что при эксплуатации дизеля в моторном отсеке трактора подогрев](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/387876/slide-7.jpg)
В системах непосредственного действия с блочным ТНВД с подогревом топлива борются только в линии низкого давления (ЛНД). Это осуществляется с помощью выбора схемы циркуляции топлива в ЛНД и параметров топливоподкачивающего насоса (ТПН). Он проектируется с запасом по производительности и напору. Это необходимо для подавления, вымывания газовой фазы и охлаждения ТНВД. Подача ТПН в 3…10 раз превышает номинальную цикловую подачу через форсунки, напор обычно равен 0,1…0,5 МПа.
По схеме циркуляции топлива в ЛНД топливные системы традиционного типа классифицируют на тупиковые, проточные и замкнутые. Каждая из схем находит своё применение, имеет достоинства и недостатки.
В замкнутой системе (рисунок 3) топливо циркулирует, минуя бак, слив осуществляется на вход ФГО или ТПН. Такая схема больше подходит для холодного климата и хуже - для теплого. В ней отсутствуют условия для отделения из топлива пузырьков воздуха и газов. Топливная система дизеля А-41СИ-01 трактора «Агромаш-90ТГ» является замкнутой.
В проточной и замкнутой схемах циркуляции топлива дренаж форсунок осуществляется через топливопроводы 9 (рисунок 3). При этом топливо может отводиться в топливный бак, впускной коллектор или в любую точку ЛНД до ТПН.
Слайд 9Замкнутую схему применяют в большинстве дизелей для сельскохозяйственных машин, например, на тракторах
Замкнутую схему применяют в большинстве дизелей для сельскохозяйственных машин, например, на тракторах
![Замкнутую схему применяют в большинстве дизелей для сельскохозяйственных машин, например, на тракторах](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/387876/slide-8.jpg)
В проточной схеме топливо циркулирует по кругу, в который последовательно включены все агрегаты топливной системы, т.е. ТНВД непрерывно промывается топливом. Все топливо, проходящее через перепускной клапан 7, направляется в бак 1. Для устранения перегрева топлива, бак используют как радиатор, и слив осуществляется в верхней его части. Напротив, для улучшения эксплуатации зимой перепускаемое топливо подается к нижнему заборному штуцеру бака, разогревая пространство вокруг него – это решение применяется в судовой и авиационной технике.
В тупиковой системе, в отличие от остальных схем, отсутствует слив топлива после ТПН через перепускной клапан 7 и отсутствует слив топлива в бак 1. Один из недостатков такой системы - завоздушивание пузырьками газа, попавшими в топливо или выделившегося из него при работе дизеля. Такая схема применяется, например, на тракторах Челябинского тракторного завода.
Наибольший нагрев топлива характерен для тупиковой и замкнутой топливных систем. Для уменьшения подогрева топлива в них необходимо применение дополнительных мероприятий, кроме схемы циркуляции и параметров ТПН. При рядовых условиях дизельное топливо нагревается от 20...40°С до 70...100°С, двигаясь к соплам распылителя.
Слайд 10Ни одна из схем циркуляции не влияет на подогрев топлива в линии
Ни одна из схем циркуляции не влияет на подогрев топлива в линии
![Ни одна из схем циркуляции не влияет на подогрев топлива в линии](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/387876/slide-9.jpg)
Автор проекта предлагает для уменьшения подогрева топлива применить теплоизоляцию элементов линии низкого и высокого давления, что предположительно, снизит теплоподвод к топливу от стенок деталей топливной аппаратуры. Нагрев стенок, предположительно, происходит в основном от горячего воздуха вокруг деталей топливной системы.
Предложенное мероприятие позволит снизить температуру топлива, приблизить параметры впрыска при эксплуатации к тем, которые получают при безмоторных испытаниях топливной аппаратуры дизелей. Это улучшит эксплуатационный расход топлива, мощность и уменьшит количество выбросов вредных веществ с отработавшими газами.
Остальная информация изложена в описании проекта.
Список литературы
1. Bazhenov, S. P.; Kaz'min, B. N.; Nosov, S. V. Bases of operation and car repairs and tractors (Основы эксплуатации и ремонта автомобилей и тракторов). Мoscow: Tsentr «Akademiya», 2005. 400 p. URL://http://www.stu.lipetsk.ru/files/materials/1453/at_oerat_uch.pdf. (in Russian).
2. Gabitov, I. I.; Grekhov, L. V.; Negovora, A. V. Maintenance operation and preliminary treatment of the fuel equipment of autotractor diesel engines (Техническое обслуживание и диагностика топливной аппаратуры автотракторных дизелей). Moscow: Legion–Autodate, 2008. 248 p. (in Russian).
3. Grekhov, L.V. Accumulative fuel systems of internal-combustion engines such as Common Rail (Аккумуляторные топливные системы двигателей внутреннего сгорания типа Common Rail). Moscow: Moscow State Technical University, 2000. 64 p., (in Russian).