Распыление топлива в дизельном двигателе

Распыление топлива в дизельном двигателе

На свойство смесеобразования, особенно при объемном смесеобразовании, большое влияние оказывает качество распыления топлива при впрыске.

Критериями оценки качества распыления являются дисперсность распыления и однородность.

Распыление считается тонким, если средний диаметр капель 5—40 мкм.

Тонкость и однородность распыления определяются давлением впрыска, противодавлением среды, частотой вращения вала насоса и конструктивными особенностями распылителя.

Кроме качества распыления большое влияние на процесс смесеобразования в дизелях оказывает глубина проникновения факела распыленного топлива в воздушный заряд (так называемая «дальнобойность» факела). При объемном смесеобразовании она должна быть такой, чтобы топливо «пробивало» весь воздушный заряд, но осаждаясь при этом на стенках камеры сгорания.

Форма факела характеризуется его длиной lф, углом конусности Bф и шириной bф.

Рис. Форма топливного факела и его положение в камере сгорания

Формирование факела происходит постепенно в процессе развитая процесса впрыска. Длина lф факела увеличивается по мере продвижения новых частиц топлива к его вершине. Скорость продвижения вершины факела при увеличении сопротивления среды и уменьшении кинетической энергии частиц уменьшается, а ширина bф факела увеличивается. Угол Bф конусности при цилиндрической форме соплового отверстия распылителя составляет 12—20°.

Предельная длина факела должна соответствовать линейным размерам камеры сгорания и обеспечивать полный охват пространства камеры сгорания факелами. При малой длине факела горение может протекать вблизи форсунки, т. е. в условиях недостатка воздуха, который не успевает своевременно поступать из периферийных зон камеры в зоны горения. При чрезмерной длине факела топливо оседает на стенках камеры сгорания. Осевшее на стенках камеры топливо в условиях безвихревого процесса сгорает не полностью, причем на самих стенках образуется нагар и сажа.

Топливо, введенное в цилиндр в виде факелов, распределяется в воздушном заряде неравномерно, так как число факелов, определяемое конструкцией распылителя, ограничено.

Рис. Топливный факел: 1 — сердцевина; 2 — средняя часть; 3 — оболочка

Другой причиной неравномерного распределения топлива в камере сгорания является неравномерная структура самих факелов. Обычно в факеле различают три зоны: сердцевину, среднюю часть и оболочку. Сердцевина состоит из крупных частиц топлива, которые в процессе формирования факела имеют наибольшую скорость движения. Кинетическая энергия частиц передней части факела передается воздуху, в результате чего воздух перемешается в направлении оси факела.

Средняя часть факела содержит большое количество мелких частиц, образовавшихся при дроблении передних частиц сердцевины силами аэродинамического сопротивления.

Распыленные и утратившие кинетическую энергию частицы оттесняются и продолжают движение лишь под действием потока воздуха, увлекаемого по оси факела. В оболочке находятся наиболее мелкие частицы, имеющие минимальную скорость движения.

На распыление топлива оказывают влияние следующие факторы:

• конструкция распылителя;
• давление впрыска;
• состояние среды, в которую впрыскивается топливо;
• свойства топлива.

Несмотря на то, что конструкция распылителей отличается большим разнообразием, наибольшее распространение получили распылители с цилиндрическими сопловыми отверстиями (рис. а) и штифтовые распылители (рис. б). Реже используются распылители со встречными струями (рис. в) и с винтовыми завихрителями (рис. г).

Распылители с цилиндрическими сопловыми отверстиями могут быть многодырчатыми и однодырчатыми, открытыми и закрытыми (с запорной иглой). Штифтовые распылители выполняются только однодырчатыми закрытого типа; распылители со встречными струями и с винтовыми завихрителями могут быть только открытыми. Цилиндрические сопловые отверстия обеспечивают получение сравнительно компактных факелов с малыми конусами расширения и большой пробивной способностью.

С увеличением диаметра отверстия сопла глубина проникновения факела возрастает. Распылитель открытою типа обеспечивает меньшее качество распыления, чем закрытый Наиболее низкое качество распыления отмечается при использовании сопел открытого типа в начале и конце впрыска топлива, когда истечение топлива в цилиндр происходит при малых перепадах давления.

Рис. Распылители форсунок: а — с цилиндрическим сопловым отверстием; б — штифтовой; в — со встречными струями; г — с винтовыми завихрителими

Штифтовые распылители имеют иглу с цилиндрическим или коническим штифтом на конце. Между штифтом и внутренней поверхностью соплового отверстия имеется кольцевая щель, отчего факел распыляемого топлива обретает форму полого конуса. Такие факелы хорошо распределяются в среде воздушного заряда, но имеют малую пробивную способность. Подобные распылители используются в разделенных камерах сгорания с небольшими размерами.

Чем выше давление впрыска, тем больше пробивная способность и длина топливного факела, тем тоньше и равномернее распыление топлива.

Среда, в которую впрыскивается топливо, влияет на качество распыления посредством давления, температуры и завихрения. С повышением давления среды увеличивается сопротивление продвижению факела, что приводит к уменьшению его длины. При этом качество распыления изменяется незначительно.

Возрастание температуры воздуха приводит к снижению длины факела вследствие более интенсивного испарения частиц топлива. Чем интенсивнее движение среды в цилиндре, тем равномернее распределяется топливо в объеме камеры сгорания.

Повышение температуры топлива приводит к уменьшению длины факела и более тонкому распылению, так как при нагреве топлива уменьшается его вязкость. Топлива, имеющие большую вязкость, распыляются хуже.

Присадки в топливную систему дизельного двигателя

Категория: Статьи, Метк: Двигатель, Дизель, Присадки

Дизельное топливо — это нефтяная фракция, основу которой составляют углеводороды с температурой кипения 200–350 °C. Выглядит дизельное топливо как более вязкая, чем бензин, прозрачная жидкость желтого или светло-коричневого цвета в зависимости от содержания смол.

Для качественной работы дизельного двигателя, как и для бензинового очень важен такой показатель, как – качество используемого топлива. (подробную информацию о принципах работы дизельного двигателя смотрите в справочном материале).

Проблема

Давайте рассмотрим, какие включения могут быть в составе не качественного дизельного топливо и на что это может повлиять. (подробную информацию о дизельном топливе смотрите в справочном материале):

Понижает теплотворную способность топлива, понижает мощность двигателя. При низких температурах кристаллизуется раньше парафина, далее осаживается парафин, забиваются топливные фильтра, постепенно выходит из строя топливный насос, портятся распыляющие форсунки двигателя, как следствие, в начале дизель не держит нагрузку, затем глохнет, ломается турбина.

Керосин

В двигателе появляется нестабильная работа по оборотам, керосин сушит все резиновые прокладки, двигатель работает немного “суше”, на турбине появляется нагар, избыточная смазка из-за порчи прокладок.

Бензин

Повышается жесткость работы двигателя, что влияет на долговечность деталей цилиндрово поршневого узла, состав дизельного топлива перестает смазывать точные детали топливного насоса и форсунок.

Более 0,5% значительно ускоряет коррозию рабочих поверхностей цилиндров и темпы старения моторного масла.

Парафин

Выпадение парафина приводит к застыванию топлива (парафин кристаллизуется, превращаясьв твердые частицы, в особенности это касается использования «летнего» диз. топлива при минусовыхтемпературах), тем самым забивая парафином топливныефильтра, приводя к выходу из строя топливных насосов, форсунок двигателя. Как результат, колебаниеоборотов двигателя, недержание нагрузки, частые периодические остановки ДГУ, невозможность запуска дизельной электростанции, снижение порога максимальной
нагрузки.

Грубый фракционный состав, грязь

Выходят из строя форсунки, топливопроводы и топливные фильтры, но главное происходит повышенный износ плунжеров в топливном насосе, также возможно их заклинивание.

Низкое цетановое число

Происходит снижение пусковых свойств, повышение жесткости работы и токсичности отработанных газов двигателя, а также снижение эффективности сгорания. Как следствие – увеличение расхода топлива.

Вредные примеси

снижается моторесурс двигателя, выходит из строя цилиндрово-поршневая группа, газовыхлоп становится черного цвета, происходит отравление окружающей среды токсичными веществами.

Решение проблемы

Как уже отмечалось, при сгорании дизельного топлива наибольший вред наносят отложения на распылителях форсунок и непосредственно в его сопловых отверстиях.

Моющие и диспергирующие компоненты присадок к дизельным топливам близки по составу к моющим присадкам для бензинов, но отличаются повышенной термостабильностью. Кроме того, присадки этого типа должны модифицировать нагар и способствовать его выгоранию. Таким образом, моющие присадки к дизтопливу в общем случае включают в себя моюще-диспергирующие компоненты, модификаторы нагара и катализаторы горения.

Наши продукты

Очиститель дизельных форсунок «KERRY» обладает сбалансированной формулой чтопозволяет производить эффективную безразборную очистку двигателей от нагара, удаляя вредные отложения с распылителя форсунки, восстанавливая форму топливного факела, а также предотвращает развитие коррозии и образование ржавчины в топливной системе, что способствует снижению токсичности и дымности выхлопных газов, увеличению мощности и улучшению топливной экономичности до исходных значений.

Цетан-корректор «KERRY» обладает специально разработанной формулой и комплексом уникальных моющих, диспергирующих и антикоррозионных свойств.
Что способствует сокращению периода задержки воспламенения облегчая пуск двигателя в зимнее время, снижению расхода топлива и токсичности выхлопа, улучшению динамических характеристик автомобиля, плавному и полному сгоранию топлива, защите топливных элементов от коррозии.
Помимо всего, цетан-корректор улучшает характеристики дизельного топлива по воспламенению. Поэтому его применение в большей степени оправдано в зимний период.

Антигель «KERRY» это качественная комплексная депрессорно-диспергирующая присадка.
Обеспечивает снижение температуры застывания (гелеобразования) и предельной температуры фильтруемости летнего и зимнего дизтоплива. Нейтрализует конденсат воды в топливном баке, блокируя рост кристаллов парафинов предотвращая образование отложений в фильтрах и других элементах топливной системы.Существенно облегчает пуск дизельного двигателя при низких температурах и обеспечивает его стабильную работу в зимнее время. Средство представлено в виде готового продукта различных концентраций.

Промывка инжекторной системы дизельного двигателя ML102, 1 л

• Описание
• Оплата и доставка

Описание промывки инжекторной системы дизельного двигателя ML102

Дизельный мотор стал троить и много «кушать»?

Решить эту проблему легче, чем кажется. Нужно просто промыть форсунки средством LAVR ML102 с раскоксовывающим эффектом. Без разбора, без замены масла. Всего час — и вы не узнаете свой автомобиль.

Когда использовать

Безразборная промывка дизельных систем LAVR ML102 – полезная профилактическая процедура, которую заботливые автовладельцы делают каждые 20 000-30 000 км пробега. Она легко решает целый спектр проблем

• трудный запуск
• неровная работа двигателя
• повышенный расход топлива
• провалы на холостых и малых оборотах
• рывки при разгоне
• ухудшение динамики
• дымность

На что воздействует

Если вы заметили у своего автомобиля хотя бы один из этих симптомов – вам нужна промывка ML102 с раскоксовывающими компонентами. Процедура проводится в автосервисе с помощью пневматической станции и занимает около часа. Она не требует демонтажа форсунок и замены масла.

Профессиональный состав для полной очистки системы впрыска дизельных двигателей справится с загрязнениями любой сложности и гарантированно удалит их. Как результат

• 100% восстановление факела распыла
• очищение поршней и поршневых колец
• стабилизация компрессии
• легкий холодный запуск
• меньший, гораздо меньший расход топлива
• повышение мощности и приемистости мотора

Специальный состав LAVR ML102 подходит для всех типов систем впрыска дизельных двигателей и любых промывочных станций. После промывки не требуется замена масла. Очистка систем впрыска — одна из самых востребованных операций в автосервисе. Она позволяет удалить до 100% загрязнений в форсунках и сохранить высокую работоспособность всей топливной системы.

Как использовать

Высококонцентрированный состав. При охлаждении возможен осадок. Перед применением прогреть препарат до комнатной температуры.

НЕ ЗАЛИВАТЬ В БАК АВТОМОБИЛЯ

РЕКОМЕНДУЕТСЯ ПРОВОДИТЬ РЕГУЛЯРНУЮ ОЧИСТКУ СИСТЕМЫ ВПРЫСКА КАЖДЫЕ 20-30 ТЫС. КМ ПРОБЕГА

Промывка осуществляется в 3 этапа:

1. Подключить промывочную станцию LAVR, залить препарат и запустить двигатель. Дать поработать на холостом ходу в течение 10-15 минут.
2. Заглушить двигатель на 10-15 минут для растворения отложений.
3. Запустить двигатель. Выработать жидкость, периодически плавно повышая обороты до 1500-2500 об/мин.

Одна упаковка препарата рассчитана на обработку двигателя объемом до 2500 см³. Очистку систем впрыска с помощью препаратов LAVR уже используют официальные сервисы BMW, VAG, Kia, Mitsubishi, Nissan, Ford, Renault, LADA и другие.

Состав

Углеводородный растворитель, пакет моющих присадок LAVR ISP/DET™, функциональные растворители, ингибитор коррозии, антидетонатор, присадки направленного действия.

Электрофакельный подогрев

Рекомендуем посетить раздел:

Рис 1. Электрофакельная свеча

Принцип действия электрофакельного подогревателя основан на подогреве воздуха, поступающего в цилиндры, факелом пламени, образующимся во впускных трубопроводах при испарении и сгорании паров дизельного топлива в период стартерной прокрутки двигателя. Изображенный на рисунке подогреватель устанавливался на двигатели модели 740 автомобилей КамАЗ и Урал.

В электрическую систему электрофакельного подогревателя входят две электрофакельные свечи, электромагнитный топливный клапан, резистор термореле, реле включения электрофакельных свечей, реле включения обмотки возбуждения генератора, контрольная лампа и кнопка включения.

Электрофакельные свечи ввернуты в резьбовые отверстия впускных коллекторов двигателя и подсоединены к магистрали низкого давления системы питания топливом на участке фильтр тонкой очистки топлива — топливный насос высокого давления. Топливо к свечам подается при пуске двигателя топливоподкачивающим насосом низкого давления через фильтр тонкой очистки, при этом перепускной клапан топливного насоса высокого давления и клапан-жиклер фильтра тонкой очистки топлива перекрывают дренажные топливопроводы и обеспечивают подачу топлива под давлением на свечи с минимальной задержкой времени от момента открытия электромагнитного клапана.

В корпусе (рис. 1) размещен электрический нагревательный элемент, представляющий собой металлический кожух, внутри которого запрессована спираль в специальном наполнителе, обладающем хорошей теплопроводностью и обеспечивающем электрическую изоляцию спирали от кожуха. Топливо, поступающее из системы питания, проходит через фильтр и жиклер в нагревательную полость, где оно нагревается и испаряется. Для получения в небольшом объеме большой поверхности испарения предусматриваются сетки. Экран с двумя рядами отверстий для прохода воздуха предотвращает срыв и затухание факела пламени при повышении скорости движения воздуха во впускных трубопроводах вследствие высоких оборотов стартерной прокрутки или после пуска двигателя.

Рис 2. Электрическая схема пускового устройства

Электромагнитный топливный клапан (рис. 2) обеспечивает включение (при открытии клапана, приводимого в действие катушкой соленоида) и отключение (при закрытии клапана пружиной после снятия напряжения с катушки) подачи топлива к факельным свечам в соответствии со схемой управления. Он установлен на двигателе.

Резистор с термореле и добавочным сопротивлением обеспечивает готовность электрофакельного подогревателя к работе своевременным включением электромагнитного топливного клапана и предварительным накалом нагревательных элементов факельных свечей. Резистор представляет собой открытую нагревательную спираль; термореле выполнено в виде контактов из биметаллической пластины, которые замыкаются по мере ее прогрева. Резистор с термореле и добавочным сопротивлением установлены на панели кабины.

Работа электрофакельного подогревателя обеспечивается специальной электрической схемой пускового устройства (рис. 2), являющейся составной частью электрооборудования автомобиля. Работа электрофакельного подогревателя делится на три этапа: до пуска двигателя, в период его пуска, после пуска.

Для обеспечения надежного воспламенения топлива и создания факела пламени во впускных трубопроводах в период пуска двигателя, необходимо обеспечить предварительный накал нагревательных элементов в течение 1-2 мин и своевременную подачу топлива путем открытия электромагнитного топливного клапана. Питание пускового устройства электрофакельного подогревателя производится от аккумуляторных батарей включением кнопки выключателя «массы» по цепи: «+» аккумуляторных батарей, клеммы стартера, реле стартера, амперметр, выключатель приборов и стартера, замкнутые контакты реле блокировки выключения аккумуляторных батарей, кнопка выключателя «массы», обмотка выключателя «массы», «—» аккумуляторных батарей .

До пуска двигателя при повороте ключа выключателя в первое (I) фиксированное положение «Нагрев» включается цепь обмотки реле, что приводит к размыканию нижних и замыканию верхних контактов цепи, в которую входит кнопка выключателя пускового устройства. При нажатии на кнопку питание от аккумуляторных батарей подается на нагревательные элементы свечей по замкнутой цепи: «+» аккумуляторных батарей, клеммы стартера, реле стартера, амперметр, выключатель, контакты реле и кнопки, резистор термореле, нагревательные элементы свечей, «—» батарей. Так как контакты термореле разомкнуты, то происходит разогрев нагревательных элементов свечей. Кроме того, при включении кнопки питание подается на обмотку реле, которое размыканием своих контактов разрывает цепь обмотки возбуждения генератора, защищая факельные свечи от напряжения, вырабатываемого генератором.

По истечении 1 — 2 мин, в зависимости от температуры окружающего воздуха, биметаллическая пластина термореле, нагреваясь, изгибается и замыкает контакты, вследствие чего открывается электромагнитный топливный клапан, обеспечивающий доступ топлива к свечам. Одновременно загорается контрольная лампа, сигнализирующая о готовности системы к пуску двигателя.

Для пуска двигателя необходимо нажать на педаль подачи топлива и повернуть ключ выключателя во второе нефиксированное положение «Старт». При этом включается обмотка реле стартера, замыкает свои контакты и приводит в действие тяговое реле стартера, обеспечивая введение шестерни привода в зацепление с венцом маховика и включение стартера. Одновременно при повороте ключа включается обмотка реле, которая переключением своих контактов шунтирует резистор термореле. Нагревательные элементы факельных свечей через кнопку получают полное напряжение аккумуляторных батарей в обход спирали термореле, так как при проворачивании коленчатого вала двигателя стартером напряжение на их выводах снижается.

В период пуска топливоподкачивающий насос низкого давления через открытый электромагнитный клапан подает топливо к предварительно накаленным нагревательным элементам факельных свечей, в которых оно дозируется, испаряется и, смешиваясь с воздухом, воспламеняется. Факел пламени, образуемый движением воздуха, всасываемого двигателем в зоне свечей, обеспечивает прогрев воздуха, поступающего в цилиндры двигателя, ускоряя воспламенение топлива.

После пуска двигателя освобожденный ключ выключателя под действием пружины возвращается в фиксированное положение; цепь обмотки реле выключается, и его контакты размыкают цепи обмоток тягового реле, выключая при этом стартер. Одновременно размыкается и цепь обмотки реле, и пружина, переключая его контакты, размыкает цепь, обеспечивающую полный накал нагревательных элементов свечей.

При необходимости продолжения работы факельного подогрева после пуска двигателя и возвращения ключа выключателя в фиксированное положение водитель для обеспечения дальнейшей устойчивой работы двигателя имеет возможность некоторое время поддерживать горение факела во впускных трубопроводах, держа включенным кнопочный выключатель.

При отпускании кнопки выключаются термореле и свечи, прекращается подача топлива клапаном и горение сигнальной лампы. Одновременно размыкается цепь обмотки реле и пружина реле, замыкая его контакты, включает обмотку возбуждения генератора, обеспечивая тем самым включение генераторной установки. Электромагнитный подогреватель выключается.