Сгорание в поршневых двигателях (Брозе Д.) - часть 47

 

187 

311.  Из  сказанного  видно,  что  щелевые  распылители 

характеризуются  большей  склонностью  к  неравномерной 

работе  в  результате  неточности  изготовления.  При  этом 

важна  как  чистота  поверхностей,  так  и  точность  выпол- 

нения  размеров  и  геометрии.  На  седле  иглы  не  допуска- 

ются  заусенцы,  шероховатости  и  пр.  Ось  факела  топлива 

в случае штифтового распылителя совпадает с осью иглы.

 

 

Рис.  142. Образование струи штифтовым  распылителем:

 

а — в   виде   полого   конуса   распыливания;   б — с дросселиро- 

ванием   потока   топлива для  обеспечения   ступенчатой   подачи 

и мягкого процесса

 

Распылители  с  обычными  отверстиями  могут  быть  скон- 

струированы  так,  что  распыливающие  отверстия  будут 

занимать  любое  положение  в  теле  распылителя  относи- 

тельно  камеры  сгорания.  Это  позволяет  упростить  кон- 

струкцию  головки  цилиндра,  а  последнее  является  зада- 

чей,  которая  почти  всегда  решается  с  трудом.  Из  отмечен- 

ной  особенности  следует,  что  обычные  многодырчатые 

распылители  имеют  явное  преимущество.

 

312.  Особым  типом  является  штифтовый  распылитель 

с  дросселирующим  штифтом,  в  котором  часть  штифта 

сконструирована  так,  что  между  ней  и  отверстием  имеется 

только очень небольшой зазор. Именно этот зазор является

 

 

188 

наименьшим  проходным  сечением  в  период  начального 

подъема  иглы.  В  результате  уменьшается  скорость  впры- 

ска  в  период  подъема  иглы  и  достигается  мягкая  работа 

двигателя  (см.  абзац  280,  а  также  распылитель  типа  Пин- 

такс, рис. 115).

 

313.  В  тех  случаях,  когда  желательно  получить  боль- 

шой  угол  при  вершине  конуса,  могут  применяться  рас- 

пылители,  открывающиеся  внутрь  (в  сторону  цилиндра), 

которые,  в  сущности,  являются  клапанными,  а  не  иголь- 

чатыми. 

Распылители 

этого 

типа 

имеют 

тот 

органический 

недоста- 

ток,  что  клапан  обычно 

не 

закрывается 

плотно 

при 

вполне 

определен- 

ном 

заданном 

давлении» 

и,  как  правило,  при  по- 

садке  имеет  место  под- 

текание

1

.

 

Неоднократно 

пыта- 

лись 

применять 

кла- 

панные 

распылители. 

Первые 

успешные 

ре- 

зультаты 

были 

полу- 

чены 

при 

прецизион- 

ном  изготовлении  распылителя  этого  типа  фирмой 

Заурер  (Арбон,  Швейцария,  рис.  143,  а).  Он  был 

использован  на  двигателе  со  специальной  камерой  сго- 

рания,  о  которой  будет  сказано  подробнее  ниже.  Позднее 

при  конструировании  распылителей  этого  типа  пресле- 

довалась  другая  цель,  а  именно  —  увеличение  обычно 

малой  при  распылителе  этого  типа  дальнобойности  струи, 

что  было  достигнуто  введением  ряда  радиальных  канавок. 

В  результате  топливо  во  впрыскиваемом  факеле  в  некото- 

рой  мере  концентрируется,  например,  в  четырех  опреде- 

ленных  направлениях.  На  рис.  143,  б  показан  такой  рас- 

пылитель,  изготовленный  американской  фирмой  Эксцелло, 

сходный  с  распылителем  фирмы  Заурер.  Однако  рас- 

пылители,  упоминаемые  в  этом  абзаце,  в  целом  не  нахо- 

дят уже широкого применения.

 

1

  В  действительности    клапанные    распылители    менее    склонны  и 

подтеканию топлива. Прим. пер.

 

 

Рис.  143.   Клапанная форсунка с коль- 

цевым распиливающим отверстием:

 

α — широкий конус;  б — узкий конус

 

 

189 

314.  Применяя      распылители      описанных      выше      кон- 

струкций,      можно      достигнуть      большого      разнообразия 

в  дисперсности  распыливания  и  в  дальнобойности  струй, 

используя  несколько  отверстий  и  выбирая  соответствующие 

углы.

 

Однако,  несмотря  на  это  разнообразие,  все  же  име- 

ются  определенные  ограничения  в  форме  и  размерах  обла- 

стей  (объемов),  непосредственно  охваченных  топливными 

струями  или  веерами  (плоские  факелы).  Форма  этих 

областей  лишь  весьма  приближенно  соответствует  кон- 

структивной  форме  и  размерам  камеры  сгорания,  а  по- 

этому  необходимо  создавать  некоторое  движение  воздуха 

для 

возможно 

лучшей 

компенсации 

неравномерности 

распределения топлива.

 

315.  Перед  изучением  этой  проблемы  необходимо  рас- 

смотреть  несколько  вопросов,  которые  в  целом  находятся 

вне  общего  направления  данной  книги.  Функция  системы 

впрыска  сводится  к  обеспечению  определенного  массово- 

пространственно-временного  распределения  топлива  в  ка- 

мере  сгорания,  на  которое  влияет  движение  заряда  и  тем- 

пература  стенок.  Степень  этого  влияния  выбирается  при 

конструировании.

 

Чем  меньше  влияние  этих  последних  факторов,  тем 

точнее  отмеченная  выше  функция  должна  удовлетворять 

желаемой  закономерности  и,  следовательно,  тем  точнее 

должен  осуществляться  впрыск.  Вот  почему  переход  от 

калоризаторных  двигателей,  в  которых  эффекты  ускоре- 

ния  испарения  и  турбулизации  заряда  были  выражены 

весьма  ярко,  к  дизелям  произошел  лишь  после  того,  как 

было  налажено  производство  качественных  топливных 

насосов и форсунок.

 

Вначале  особое  внимание  уделялось  распыливанию 

и  оптимальному  распределению  топлива  по  объему  ка- 

меры  сгорания  в  дополнение  к  точному  контролю  пол- 

ного  количества  впрыскиваемого  топлива.  Позднее  все 

более  и  более  важным  стал  контроль  впрыска  в  функции 

времени, 

т. 

е. 

приобрело 

значение 

массово-простран- 

ственно-временное  распределение  топлива,  которое  пред- 

ставляет  широчайшие  возможности  для  воздействия  на 

рабочий  процесс  двигателя.  Данная  проблема  является 

частью  общей  проблемы  исследования  динамики  топлив- 

ной  системы,  которая  в  целом  не  включена  в  эту  книгу. 

Здесь рассматриваются лишь отдельные вопросы, напри-

 

 

190 

мер,  желательность  медленного  начала  впрыска  (аб- 

зац  280)  и  необходимость  избегать  вредных  для  работы 

двигателя дополнительных впрысков.

 

316. 

Наиболее 

важным 

представляется, 

конечно, 

до- 

стижение 

массово-пространственно-временного 

распреде- 

ления  в  соответствии  с  конструктивными  требованиями. 

В  дополнение  к  необходимости  обеспечения  большого  со- 

противления  износу  деталей  топливной  системы  и  пре- 

дотвращения  непредвиденно  большого  трения  в  преци- 

зионных  парах  (заедания)  необходимо 

также  исключить  возможность  подтека- 

ния  топлива  и  загрязнения  распылите- 

ля  (коксования его отверстий).

 

317.  Подтекание,  т.  е.  вытекание 

топлива  из  пространства  под  иглой  или 

обратным  клапаном  в  интервалах  между 

впрысками,  возникает  либо  в  резуль- 

тате  проникновения  газов  из  цилиндра 

в  это  пространство,  либо  вследствие  того, 

что  топливо  в  нем  начинает  кипеть; 

в  основном  имеет  место  именно  послед- 

нее.  В  результате  небольшое  количе- 

ство  топлива  попадает  в  цилиндр  в  не- 

распыленном  виде,  увеличивается  рас- 

ход  топлива  и  становится  вероятным  коксование  отвер- 

стий 

распылителя. 

Распылители, 

расположенные 

вер- 

тикально,  более  подвержены  этому  недостатку,  чем 

распылители,  расположенные  горизонтально,  особенно 

в  случае,  если  объем  пространства  а  (рис.  144)  велик 

и  температура  распылителя  при  его  работе  достаточно 

высока.  Подтекание  обнаруживается,  если  оно  выра- 

жено  резко,  по  изменению  цвета  распылителя  за  счет 

его  загрязнения  проникающими  внутрь  газами  (что  может 

быть  также  результатом  неплотности  прилегания  иглы 

к  седлу).  Может  также  происходить  преждевременное 

воспламенение,  что,  однако,  не  наблюдается  при  распы- 

лителях  современных  типов.  Решению  этой  проблемы 

способствует охлаждение форсунок.

 

318.  Коксование  распылителя  имеет  место  в  тех  слу- 

чаях,  когда  он  перегревается,  и  особенно  в  случае  исполь- 

зования  сырой  нефти,  нефтяных  остатков  и  золосодержа- 

щих  топлив.  Оно  значительно  ускоряется  за  счет  явлений, 

описанных выше,  или при наличии небольшой утечки,

 

 

Рис.  144.    Полость

 

перед распыливаю-

 

щими   отверстиями

 

распылителя