Меню раздела

Плотность топлива


Это свойство топлива важно уже только потому, что дозирование цикловой подачи в дизелях производится как более простым-объемным методом. Однако коэффициент избытка воздуха определяется массовой подачей, а плотность применяемых углеводородных топлив даже при нормальных условиях колеблется в широких пределах: 700-740 кг/м3 для бензинов, 730-740 кг/м3 для керосинов, 740-870 кг/м3 для дизельных топлив, 920-970 кг/м3 для тяжелых моторных топлив, до 990 кг/м3 для топочных мазутов. Тепловое расширение топлив обусловливает в ряде случаев необходимость установления на ТНВД специальных корректоров. Изменение рт(Т) можно оценить по эмпирическому соотношению ртГ= рто - (1,8 - 0,001 Зрт0)(Т — Т0).
Изменение плотности топлива происходит и при его сжатии. Этим нельзя пренебрегать, если в топливе содержатся вакуумные каверны и эмульгированный воздух. Тогда плотность смеси с объемной долей чистого топлива 5Т = Ут /Усм
Рем = Рт$т + (1 — $т) Рв ~ Рт$Т-
Скорость звука и волновые явления в нагнетательном трубопроводе. С началом подъема нагнетательного клапана ТНВД увеличивается давление в начале трубопровода. Через некоторое время оно повышается и у форсунки (рис. 118). Продолжительность впрыскивания и длина нагнетательного трубопровода, как правило, таковы, что нельзя пренебрегать конечностью значения скорости звука, с которой распространяется возмущение, и временем его распространения. Явно выраженные затухающие волны сжатия и разрежения наблюдаются только после окончания впрыскивания, когда с двух сторон трубопровод запирается клапаном и иглой форсунки. Однако любое возмущение, вносимое плунжером, может быть представлено последовательностью волн давления различной амплитуды. Волна сжатия, подошедшая к форсунке от насоса, может отразиться от нее в зависимости от пропускной способности распылителя волной сжатия или разрежения. Интерференция прямых и отраженных волн обусловливает сложный закон изменения давления в каждой точке трубопровода. Этот процесс регистрируют экспериментально и рассчитывают. В последнем случае необходимо знать скорость звука в топливе.
Таким образом, величина а может быть определена через ранее рассмотренные параметры, при этом она в наибольшей степени зависит от рт. Так, а тем больше, чем больше плотность ^топлива (тяжелее фракции), давление и чем меньше температура. При нормальных условиях для бензина а — 800 — 840 м/с, дизельного топлива а = 10504-1250 м/с, тяжелого моторного топлива а — 12504-1350 м/с. При повышении давления до 50 МПа а увеличивается приблизительно на 200 м/с.
Инерционность столба топлива, движущихся элементов (игла форсунки, нагнетательный клапан) приводит к запаздыванию действительной подачи относительно геометрической (см. рис. 118). Время распространения возмущений т = 1тр/а при различных п составляет разные доли продолжительности подачи.
В конце процесса подачи в результате резких изменений давления при отсечке, посадке клапана и иглы возникают интенсивные волновые процессы. Возможна ситуация, когда подошедшая к форсунке волна давления окажется достаточной для преодоления затяжки пружины и инерции иглы-произойдет кратковременное впрыскивание топлива -подвпрыскивание. Подвпрыскивание характеризуется подачей топлива под небольшим давлением, т. е. некачественным распыливанием, а также несвоевременным введением топлива в цилиндр. Впрыснутое топливо остается в виде крупных капель вблизи форсунки в бедной кислородом области. При этом наблюдаются значительное снижение экономичности дизеля, увеличение дымности отработавших газов, закоксовывание распылителей форсунок. Подвпрыскивание устраняют правильным выбором конструктивных режимных параметров топливной системы: Спл/пл > Цс/с> ^тр> давлений начала впрыскивания рф0 и остаточного давления р0ст.
С понижением остаточного давления в нагнетательном трубопроводе уменьшается вероятность достижения после окончания подачи давления, большего рф0. Однако существуют соображения, вынуждающие повышать рост до максимально допустимого; при р0ст»0 снижаются потери активного хода плунжера на сжатие топлива, находящегося в трубопроводе, в начале нового цикла подачи. При этом уменьшается Д0 = = 0Г — 0Д, увеличиваются стабильность 0Д, рвтах и среднее давление рв. Это важно при работе ТНВД с малыми частотами вращения вала. Утечки и подпитка трубопровода между впрыскиваниями изменяют давление в трубопроводе по времени и давление перед началом следующего цикла подачи, называемое в отличие от остаточного начальным; в общем случае повышение относительно рост путем искусственной подпитки позволяет избавиться от подвпрыскивания и одновременно интенсифицировать впрыскивание.