Меню раздела

Разрывы сплошности в нагнетательном трубопроводе


В результате развития волнового процесса в трубопроводе возможно резкое мгновенное уменьшение давления (вакуум). При отсечке подачи и посадке нагнетательного клапана топливо перестает поступать из ТНВД в трубопровод и под действием положительного мгновенного градиента давления йр/Ах > О двигается в обратном направлении. В то. же время ввиду инерционности столба топлива и запаздывания прихода волны разрежения к другому концу трубопровода (у форсунки) топливо продолжает вытекать из него. Истечение топлива из обоих концов трубопровода приводит к резкому уменьшению давления, что может вызвать образование разрывбв сплошности -воз-душно-паровых каверн. Каверны образуются, как правило, в топливных системах с низким остаточным давлением, при этом размеры их меньше диаметра трубопровода: воздушно-паровая фаза рас сосредотачивается по линии высокого давления в виде мелких пузырьков. Образование каверн начинается уже при снижении давления до 0,04-0,05 МПа, что заметно выше давления насыщенных паров топлива. Следовательно, достаточным условием образования двухфазной смеси является условие начала выделения растворенных в топливе газов.
Рассматриваемый процесс аналогичен мгновенному вскипанию жидкости-кавитации. Распределение воздушно-паровой фазы по линии высокого давления почти равномерное. Объем ее увеличивается с повышением разгрузки линии высокого давления и уменьшением давления начала (следовательно, и конца) впрыскивания-рф0, т.е. при снижении абсолютного давления в конце подачи. Образованию каверн способствует также уменьшение диаметра и длины трубопровода; при этом уменьшается демпфирующее действие сжимаемости топлива на волны разрежения. Образование каверн увеличивается и с повышением температуры топлива. Остаточные объемы обладают следующей особенностью: однажды возникнув, они исчезают полностью только при высоких давлениях-до 6 МПа.
Объем воздушно-паровой фазы часто называют остаточным объемом, подчеркивая тем самым, аналогично остаточному давлению, влияние предшествующего цикла впрыскивания на последующий. Отрицательное действие остаточных объемов на топливоподачу заключается в увеличении доли активного хода плунжера, затраченной не только на сжатие топлива, но и на заполнение топливом этих объемов.
Наличие остаточных объемов Уосг влияет на скорость распространения возмущений по трубопроводу. Это обстоятельство оказывается существенным при расчете процесса топливоподачи. Если принять, что 5Т- объемная доля топлива в двухфазной смеси, то коэффициент сжимаемости смеси.
Из выражений (23) и (24) следует, что наличие Уост существенно влияет на сжимаемость и скорость звука в смеси: при ^ост/^см^0,01% и давлении 0,1 МПа скорость звука уменьшается в 10 раз. При повышении давления это влияние ослабевает. Кроме того, если топливо не насыщалось специально воздухом, 5Т 1 при 5 — 1 МПа.
При отсечке возникают интенсивные волновые процессы в линии низкого давления. Пульсации давления в ней достигают 10 МПа, происходит заметный разогрев топлива, особенно при малых 0ц, т.е. больших массах отсекаемого топлива. Кроме отсечки имеются и более слабые источники возмущений: действие поршневого подкачивающего насоса; выталкивание топлива через впускные окна в начале движения плунжера. Волновые явления часто нарушают нормальное наполнение над-плунжерного пространства. Пары топлива и воздух, выделяющийся при разрыве потока, способствуют кавитационному изнашиванию деталей насоса. Для устранения этих явлений разделяют впускную и отсечную полости, применяют поршневые демпферы, дроссели и клапаны, увеличивают объем и податливость стенок полостей и т.д.