Применении клапана регулирования начального давления в топливной системе двигателя для подачи различных топливных добавок к основному топливу Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

УДК 621.436629

ПРИМЕНЕНИЕ КЛАПАНА РЕГУЛИРОВАНИЯ НАЧАЛЬНОГО ДАВЛЕНИЯ В ТОПЛИВНОЙ СИСТЕМЕ ДИЗЕЛЯ ДЛЯ ПОДАЧИ РАЗЛИЧНЫХ ТОПЛИВНЫХ ДОБАВОК К ОСНОВНОМУ ТОПЛИВУ

Н.Н. Патрахальцев. В.П. Шкаликова

Кафедра комбинированных ДОС Российского университета дружбы народов 117198, Москва, ул.. Миклухо-Маклая,б

В статье приведено описание работы топливной системы дизеля, снабженной клапаном регулирования начального давления в линии высокого давления для подачи различных топливных добавок в камеру сгорания дизеля. Приведена причина увеличения расхода добавочного топлива через клапан регулирования начального давления.

Современные дизели оборудованы топливными системами, предъявляющими высокие требования к показателям качества дизельного топлива, хотя и допускают некоторые регулировки топливной аппаратуры по изменению цикловой подачи топлива и угла опережения впрыска. Топливный насос высокого давления (ТНВД) особенно чувствителен к вязкости дизельного топлива. Это связано с тем обстоятельством, что рабочий орган ТНВД, плунжерная пара, а также корпус и игла форсунки являются прецизионными парами, смазываемыми самим топливом. Поэтому этот показатель вязкости дизельного топлива строго лимитирован с учетом климатических условий эксплуатации дизеля (ГОСТ 305-82), от него во многом зависит срок службы ТНВД и форсунки.

Для расширения ресурсов дизельного топлива к нему добавляют различные топливные компоненты, такие добавки часто обладают нестандартной вязкостью. Они при смешивании с основным топливом изменяют вязкость нового смесевого топлива, что заставляет лимитировать количество добавки пределами показателя вязкости стандартного топлива. Сложность применения топливной добавки возникает также, если она не смешивается с дизельным топливом, возникают проблемы создания стабильного раствора с дизельным топливом и трудность эксплуатации единой топливной системы.

На кафедре комбинированных ДВС РУДН была разработана топливная система дизеля, оборудованная клапаном регулирования начального давления (клапан РНД) для подачи в камеру сгорания дизеля любой топливной добавки, минуя ТНВД. Подача добавки осуществляется непосредственно в канал форсунки [1,2].

На рис.1 представлена схема топливной системы дизеля, оборудованная клапаном РНД. Дизельное топливо от ТНВД (на схеме 1) под давлением подается к форсунке 13 через нагнетательный клапан 4 в линию высокого давления (ЛВД) 16, соединенный с каналом 17 форсунки 13, поднимая запорную иглу 14. Через сопловые отверстия 15 топливо впрыскивается в камеру сгорания дизеля до тех пор, пока плунжер 2 не откроет отсечное окно 3, через которое дизельное топливо сливается в линию низкого давления (ЛНД). При этом происходит посадка иглы 14 форсунки 13,осуществляя отсечку подачи. Подача добавочного топлива в топливной системе дизеля осуществляется через клапан РНД 12, соединенный со штуцером форсунки 13 и каналами 17 и 16 ЛВД топливной системы дизеля. Давление над плунжером 2 ТНВД падает, так как топливо через отсечное окно 3 попадает в ЛНД, а нагнетательный клапан 4 ТНВД садится на седло, разгружая ЛВД (каналы 17 и 16) от избыточного давления отсасыванием части топлива в ЛНД разгружающим пояском нагнетательного клапана 4 ТНВД. Волна разрежения, возникающая при этом в каналах 17 и 16 ЛВД, открывает нагнетательный клапан РНД 12, клапан 11 и клапан 8. Через клапан 8 происходит заполнение правой полости подкачивающего насоса 6, а через клапан 11 добавочное топливо из правой части насоса 6 поступает в клапан РНД 12 по каналу 10, минуя ТНВД. Одновременно отсечка подачи топлива, когда оно из полости над плунжером ТНВД поступает в ЛНД через отсечное окно 3, рождается волна давления топлива в канале 5, и оно под небольшим избыточным давлением попадает в левую полость подкачивающего насоса 6, при этом его мембрана выгибается, растягивая пружину, и усиливая подачу добавочного топлива через клапан РНД 12.

Патрахалъцев Н.Н., Шкаликова В.П. Применение клапана.

5

*

щ

О

Ю

О

ч

>5

О

х

оа

С

С

О

Рис. 2 Зависимость величины подачи добавочного топлива (% от количества дизельного топлива, поданного по основной системе питания) через клапан РНД и подача через клапан РНД совместно с подкачивающим насосом от частоты вращения

коленчатого вала (мин"*) дизеля 14 85/110 при максимальной подаче дизельного топлива по основной системе питания двигателя (Ър = 9,75).

х---------------------------х дизельное топливо как добавочное через клапан РНД;

х----х дизельное топливо как добавочное через клапан РНД и подкачивающий насос;

А-------Д этанол через клапан РНД;

к-------А этанол через клапан РНД и подкачивающий насос;

о-------о ЛСПУ через клапан РНД;

• • ЛСПУ через клапан РНД и подкачивающий насос.

Такая система, оборудованная клапаном РНД, позволяет при различных видах добавочного топлива обеспечивать изменение его расхода в зависимости от режима работы дизеля при нагрузках от 50 до 100% Ре.

На кафедре комбинированных ДВС РУДН были изготовлены и испытаны на работающем дизеле топливная система, оборудованная клапаном РНД, присоединенным к штуцеру форсунки, а также система с клапаном РНД и подкачивающим насосом. На рис. 2 приведены графики подачи добавочных топлив дизеля 14 85/110 топливной системы, оборудованной клапаном РНД и подкачивающим насосом, В качестве добавочного топлива испытывались легкие синтетические парафиновые углеводороды (ЛСПУ), этиловый спирт (этанол) и для сравнения - дизельное топливо, а по основной системе питания дизеля во всех случаях подавалось стандартное дизельное топливо Л-0,5-40 (ГОСТ 305- 82).

Анализ графиков на рис.2 показывает, что при одинаковом положении рейки ТНВД при подаче по топливной системе с клапаном РНД и подкачивающим насосом различных добавочных топлив во всех случаях расход топлива увеличивается по сравнению с расходом добавочного топлива по системе, оборудованной только клапаном РНД. При формировании волны разрежения в ЛВД происходит вскипание более легкого компонента, растворенного в дизельном топливе, и требуется большее количество добавочного топлива, чтобы заполнить пустоты, создаваемые паром испарившегося топлива. Для надежности подачи легкого добавочного топлива необходимо дополнительно включать в топливную систему кроме клапана РНД еще и подкачивающий насос.

ЛИТЕРАТУРА

1. Леонов О.Б., Иващенко Н.А., Шкаликова В.П. Способ работы дизеля / А.С. 127874, Б.И.-1986, № 47.-6с.

2. Патрахапъцев Н.Н., Иващенко Н.А., Шкаликова В.П. Система подачи двух топлив в дизель / А.С. 1106213.-1984 (закрытая публикация).

APPLICATION OF THE VALVE TO REGULATE THE BEGINNING PRESSURE IN DIESEL ENGINE FOR

FEED OF VARIETY FUEL ADDITIVES

N.N. Patrakhaltsev, V.P. Shkalikova

The Department of Combined ICE Russian Peoples’ Friendship University Miklukho-Maklaya St., 6, 117198, Moscow, Russia

The article considers scheme of fuel system of diesel engine equipping by the valve regulating the beginning pressure of fuel for feed of variety additives. There was done the information about quantity increase of fuel additives going over the valve of regulation of beginning pressure.