Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Исследование экспериментальных моделей топливной аппаратуры двигателей внутреннего сгорания Янкин Евгений Михайлович

Исследование экспериментальных моделей топливной аппаратуры двигателей внутреннего сгорания
<
Исследование экспериментальных моделей топливной аппаратуры двигателей внутреннего сгорания Исследование экспериментальных моделей топливной аппаратуры двигателей внутреннего сгорания Исследование экспериментальных моделей топливной аппаратуры двигателей внутреннего сгорания Исследование экспериментальных моделей топливной аппаратуры двигателей внутреннего сгорания Исследование экспериментальных моделей топливной аппаратуры двигателей внутреннего сгорания Исследование экспериментальных моделей топливной аппаратуры двигателей внутреннего сгорания Исследование экспериментальных моделей топливной аппаратуры двигателей внутреннего сгорания Исследование экспериментальных моделей топливной аппаратуры двигателей внутреннего сгорания Исследование экспериментальных моделей топливной аппаратуры двигателей внутреннего сгорания
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Янкин Евгений Михайлович. Исследование экспериментальных моделей топливной аппаратуры двигателей внутреннего сгорания : Дис. ... канд. техн. наук : 01.04.01 : Барнаул, 2003 103 c. РГБ ОД, 61:04-5/3125

Содержание к диссертации

Введение

ГЛАВА 1 Анализ экономических показателей цикла двигателя внутреннего сгорания 8

1.1 Комплексный подход к исследованию экономичности действительного цикла дизельного двигателя 8

1.2 Энтропийный подход к анализу экономических показателей цикла 13

1.3 Методика оценки влияния температурной неоднородности рабочего тела в цикле дизельного двигателя 17

1.4 Анализ экономичности поршневых двигателей с помощью TS-диаграмм 23

ГЛАВА 2 Разработка экспериментальных моделей топливной аппаратуры с применением двухфазных потоков 31

2.1 Пути совершенствования системы питания топливом дизельного двигателя 31

2.2 Форсунка с микрокапиллярным фильтром 37

2.3 Клапан из упругих стержней как устройство управления потоком 42

ГЛАВА 3 Исследование технических средств по прецизионной обработке кромок отсечных отверстий втулки плунжерной пары топливного насоса 46

3.1 Характер заусенцев и предъявляемые требования к их удалению 46

3.2 Предотвращение возникновения заусенцев охлаждением кромок отсечных отверстий 48

3.3 Механические средства по снятию заусенцев 54

3.4 Электрохимическая обработка кромок 61

3.5 Экспериментальная установка для снятия заусенцев при серийном производстве 66

ГЛАВА 4 Разработка структурно-функциональной схемы применительно к прогнозированию эволюции топливной аппаратуры 70

4.1 Системный подход к исследованию различных технических конструкций 70

4.2 Анализ эволюции форсунки дизельного двигателя с помощью схемы эволюции систем 75

Заключение 85

Список литературы 87

Приложение! 95

Введение к работе

В настоящее время поршневой двигатель внутреннего сгорания (ДВС) остается базовой энергетической установкой для наземных транспортных средств и различных мобильных машин. Надвигающаяся угроза появления экологических катаклизмов вынуждает государственные органы ужесточать нормативные требования к экологическим показателям выпускаемых двигателей, а производителей еще дополнительно вести поиски путей повышения экономических показателей работы двигателей [1-3]. Экономические показатели ДВС определяются прежде всего совершенством применяемой топливной аппаратуры (ТА), качеством конструкторских решений и технологии изготовлении. Сложная взаимосвязанность показателей между собой, ограниченность материальных средств и времени, требования потребителей усложняют создание новых конструкций и технологий. Поэтому разработка и совершенствование экспериментальных моделей ТА ДВС является актуальной проблемой.

Системный подход к анализу эволюции технических систем позволяет наметить возможные пути решения проблем, определить перспективные направления работ по совершенствованию различных конструкций [4-6]. При этом важное место занимает метод выявления и оценки резервов совершенствуемых показателей. Одним из подходов, отражающих организацию рабочего процесса и условия его протекания во времени, является энтропийный подход. Данный подход основан на термодинамическом анализе влияния условий ввода теплоты в действительный цикл ДВС [7-9]. При таком анализе цикла ставится задача по определению факторов, от которых зависит значение индикаторного коэффициента полезного действия (КПД), и выявлению процессов, которые необходимо совершенствовать с целью уменьшения потерь при осуществлении цикла. Поэтому дальнейшее совершенствование методики по выявлению резервов повышения эконо-

5 мических показателей двигателей является важным аспектом совершенствования топливной аппаратуры.

Для решения проблемы улучшения показателей двигателей в ряде исследований используется электронное управление процессом впрыскивания, согласующее начало подачи топлива с режимом работы двигателя [10-12]. Однако, стоимость электронного оборудования соизмерима со стоимостью самого двигателя. Другие трудности, с которыми при этом приходится сталкиваться производителям двигателей - это существенное удорожание двигателя, связанное с необходимостью повышения технологического уровня изготовления ТА. Альтернативным способом улучшения эколого-экономических показателей является применение гетерогенных сред, в т.ч. жидких и газообразных присадок в топливо [7,13-16]. В этом способе заложены определенные резервы, заключающиеся в переводе режима работы двигателя на питание любыми видами топлив, в том числе и нетрадиционными двух - и трехфазными смесями с соответствующим составом присадок.

Не менее важным аспектом совершенствования ТА является повышение требований к производственным технологиям изготовления деталей и узлов. Особое место среди них занимают прецизионные технологии обработки твердых сплавов, как наиболее ответственные за качество и, соответственно, конкурентоспособность производимой продукции. Одним из важных элементов, обеспечивающих надежную работу ДВС, является втулка плунжера топливного насоса [17-19]. Во втулке плунжера на линии сопряжения центрального и отсечного отверстий после операции хонинго-вания остаются заусенцы в виде «натяга» материала корпуса. Заусенец нарушает геометрическую форму отсечного отверстия, что вызывает нестабильность параметров режима работы топливного насоса. После продолжительной эксплуатации втулки плунжера заусенец разрушается потоком топлива, распадаясь на мелкие частицы металла. Попадание таких частиц в

зазор между плунжером и втулкой приводит к заклиниванию плунжера и остановке работы насоса.

Цели работы

Диссертация посвящена разработке и совершенствованию экспериментальных моделей топливной аппаратуры двигателя внутреннего сгорания. При этом ставились следующие задачи:

  1. Совершенствование методики по выявлению резервов повышения показателей двигателей и оценка влияния температурной неоднородности рабочего тела в действительном цикле.

  2. Разработка и совершенствование экспериментальных моделей ТА с применением двухфазных потоков.

  3. Исследование технических средств и методов по прецизионной обработке кромок отсечных отверстий втулки плунжера топливного насоса.

  4. Разработка структурно-функциональной схемы применительно к прогнозированию и анализу эволюции элементов ТА.

Научная новизна работы

  1. Предложена методика по оценке влияния температурной неоднородности рабочего тела на индикаторный КПД действительного цикла ДВС, предложено развитие энтропийного метода анализа экономичности ДВС.

  2. Разработаны новые экспериментальные модели ТА ДВС с применением двухфазных потоков.

  3. Разработана оригинальная установка по прецизионной обработке кромок отсечных отверстий втулки плунжера топливного насоса.

  4. Предложена новая структурно-функциональная форма схема развития топливной аппаратуры ДВС.

7 Практическая значимость работы

  1. Разработаны экспериментальные модели элементов топливной аппаратуры с применением двухфазных потоков: форсунка с микрокапиллярным фильтром и клапан из упругих стержней.

  2. Разработана и внедрена в технологический процесс установка по прецизионной обработке кромок отсечных отверстий втулки плунжера топливного насоса.

Полученные результаты могут быть использованы в двигателестрое-нии, других областях машиностроения, химии и нефтехимии, при разработке тепловых энергетических установок и трубопроводной арматуры.

Основные положения, представляемые к защите

  1. Методика оценки влияния температурной неоднородности на индикаторный КПД действительного цикла, развитие энтропийного метода анализа экономичности цикла ДВС.

  2. Экспериментальные модели элементов топливной аппаратуры: форсунка для ДВС с микрокапиллярным фильтром и клапан из упругих стержней.

  3. Экспериментальная установка по прецизионной обработке кромок отсечных отверстий втулки плунжера топливного насоса.

  4. Структурно-функциональная схема развития ТА ДВС.

Энтропийный подход к анализу экономических показателей цикла

В теории ДВС факторы рабочего процесса по принципу их связи со значением экономичности цикла подразделяют на две группы: внутренние факторы, имеющие прямую связь и внешние факторы, имеющие непосредственное отношение к организации рабочего процесса в двигателе, но косвенно, через внутренние факторы, связанные со значением индикаторного КПД [29-31]. При этом внешние факторы (см. рис.1) различают по принадлежности к параметрам конструкции двигателя и режимам его работы, а также параметрам, определяющим организацию преобразования энергии в цилиндре двигателя (например, момент закрутки свежего заряда). К внутренним факторам относят изменение теплоемкости рабочего тела, место подвода и отвода теплоты в цикле, теплообмен с окружающей средой, утечки рабочего тела через зазоры в цилиндропоршневой группе (ЦПГ), а также неполноту сгорания (см. рис.1). Также к внутренним факторам можно отнести эндотермические реакции (затраты энергии на испарение топлива в камере сгорания, диссоциацию, образование промежуточных продуктов сгорания - сажи, СО, сложных углеводородов) и диссипа-тивные явления. Среди внутренних факторов особую роль в эффективности использования подведенной теплоты в цикл Qnom игРает неполнота сгорания QHn, которая определяет величину располагаемой теплоты в цикле: ЯРАСП ЯПОДВ Янп Количественная оценка влияния остальных внутренних факторов на значение индикаторного КПД, включая термодинамические условия подвода теплоты в цикл, может производиться, например, с помощью феноменологического метода [7], основанного на применении элементарных адиабатных циклов[20,21,32]. Подход к анализу индикаторной экономичности ДВС, реализованный в феноменологическом методе, соответствует подходу, предложенному для построения энтропийного метода анализа [33,34]. В этом методе коэффициенты эксергетических потерь определяются отношением эксергетиче-ских потерь отдельных узлов теплоэнергетической установки к количеству подведенной теплоты в цикл (2Подв- Отличительная особенность в построении метода анализа состоит лишь в том, что узлам теплоэнергетической установки введены в соответствие внутренние факторы рабочего процесса и соответствующие им КНТ [35,36].

В соответствии с изложенным следует, что феноменологический метод можно рассматривать как приложение энтропийного метода применительно к анализу экономичности рабочих циклов поршневых ДВС. Схематичное представление связи индикаторной работы . с коэффициентами неиспользования теплоты можно представить в виде диаграммы баланса энергии (см. рис.2а) [35-37], на рис. 26 представлено фор мирование КНТ в течение цикла. Аналитическая связь индикаторного КПД с коэффициентами 8, формируемыми внутренними факторами действительного цикла в развитии его во времени, примет вид [28]: В формуле (6) присутствуют следующие величины: хнп - относительный коэффициент неполноты сгорания; 5э= - ---- - КНТ в эталонном F э цикле Отто, е0- номинальная степень сжатия, гса показатель адиабаты воздуха при нормальных условиях окружающей среды ( гэ = 1,41); 5НС -суммарный КНТ вследствие несвоевременности подвода текущей относительной доли Ахт располагаемой теплоты Q в цикле в текущие моменты времени г, определяемые степенью сжатияг: ?HC = S( " ные коэффициенты, учитывающие наличие остаточных газов 5ОГ от предыдущего цикла, изменение теплоемкости рабочего тела в развитии анализируемого макро-цикла, связанное с изменением температуры 8Т, состава с и неоднородности параметров состояния рабочего тела в пространстве вследствие потери относительной доли Ахт от располагаемой теплоты Qpacn в элементарном цикле: AxTnom = tSxTW + AxTym + AxT d, величина которой заключает в себе относительные коэффициенты доли потерь теплоты вследствие соответственно теплообмена с окружающей средой AxTW, утечек рабочего тела через зазоры в ЦПГ Ах и происходящих в процессе подвода теплоты эндотермических реакций Ахтзнд. Таким образом, энтропийный метод анализа экономичности циклов поршневых ДВС позволяет обобщить сложные физические процессы, происходящие в процессе преобразования энергии, дает возможность производить оценку влияния на индикаторный КПД цикла различных термоди Особенности протекания процесса преобразования энергии в рабочем цикле поршневого ДВС заключаются в том, что он происходит в условиях большой температурной неоднородности, связанной с неоднородностью по составу рабочего тела в объеме камеры сгорания. В литературе практически отсутствуют описания методик оценки неоднородности температурного поля и полученных результатах о влиянии на индикаторный КПД. В частности, отрицательное значение влияния температурной неоднородности в 1-1,5 % (дизель 12ЧН13/14) приводится в работе [8]. Поэтому, представляет определенный интерес создание расчетной методики и уточнение численных результатов исследований. Предлагается термодинамическое описание исследуемого эффекта, метод его оценки и результаты расчетных исследований действительных циклов дизельного двигателя. В основу разрабатываемой методики заложено положение о том, что рабочая смесь в цилиндре ДВС состоит из воздуха и продуктов сгорания. Согласно этому в объеме камеры сгорания выделяется две соответствующие зоны: зона воздушного заряда и зона "чистых" продуктов сгорания. Отметим, что каждую из зон можно разделить на множество частей, имеющих собственное расположение в пространстве камеры сгорания и собственные термодинамические параметры. В целях упрощения сложной картины внутрицилиндровых физических процессов, предлагается идеализация состояния рабочего тела, заключающаяся в следующем: 1.

Принимается аддитивное разделение объема камеры сгорания на две части, при этом пространственное расположение частей каждой зоны не рассматривается. Рабочая смесь задается массовыми долями каждой зоны. Остаточные газы от предыдущего цикла отсутствуют. 2. В качестве характерных термодинамических параметров зоны принимается температура и изохорная теплоемкость. 3. Вся теплота, подводимая в течение цикла, идет на изменение внутренней энергии зон с учетом теплообмена со стенками цилиндра и совершением работы. Данная величина определяется изменением массовых долей и текущим значением термодинамических параметров зоны. 4. Температура воздушного заряда, изменяющаяся в течение цикла, принимается равной средней температуре газов в камере сгорания. Температура "чистых" продуктов сгорания принимается равной температуре пламени. Допустив, что рассматриваемые зоны с разными температурами, представляющими собой изолированную термодинамическую систему, приведены в тепловой контакт друг с другом (что, несомненно, происходит в двигателе), будем иметь неравновесный теплообмен. При непосредственном тепловом взаимодействии двух зон никакая работа не производится. Согласно термодинамике в случае необратимой передачи теплоты от зоны с большей температурой (продукты сгорания) к зоне с меньшей температурой (воздушный заряд) имеет место превращение потенциально возможной работы в теплоту. Другими словами, то количество внутренней энергии зоны с более высокой температурой, которое могло бы быть передано в виде работы в обратимом процессе теплообмена оказывается переданной в виде теплоты зоне с меньшей температурой. Энтропия изолированной системы при наличии в ней необратимого теплообмена возрастает. Таким образом, можно сделать вывод о существовании потерь в формировании индикаторного КПД цикла, вызванных неоднородностью температурного поля рабочего тела. Однако рост перепада температур зон при прочих равных условиях приводит к увеличению индикаторного КПД цикла. Это вызвано тем, что перепад температур между рабочим телом и ок

Методика оценки влияния температурной неоднородности рабочего тела в цикле дизельного двигателя

Особенности протекания процесса преобразования энергии в рабочем цикле поршневого ДВС заключаются в том, что он происходит в условиях большой температурной неоднородности, связанной с неоднородностью по составу рабочего тела в объеме камеры сгорания. В литературе практически отсутствуют описания методик оценки неоднородности температурного поля и полученных результатах о влиянии на индикаторный КПД. В частности, отрицательное значение влияния температурной неоднородности в 1-1,5 % (дизель 12ЧН13/14) приводится в работе [8]. Поэтому, представляет определенный интерес создание расчетной методики и уточнение численных результатов исследований. Предлагается термодинамическое описание исследуемого эффекта, метод его оценки и результаты расчетных исследований действительных циклов дизельного двигателя. В основу разрабатываемой методики заложено положение о том, что рабочая смесь в цилиндре ДВС состоит из воздуха и продуктов сгорания. Согласно этому в объеме камеры сгорания выделяется две соответствующие зоны: зона воздушного заряда и зона "чистых" продуктов сгорания. Отметим, что каждую из зон можно разделить на множество частей, имеющих собственное расположение в пространстве камеры сгорания и собственные термодинамические параметры. В целях упрощения сложной картины внутрицилиндровых физических процессов, предлагается идеализация состояния рабочего тела, заключающаяся в следующем: 1. Принимается аддитивное разделение объема камеры сгорания на две части, при этом пространственное расположение частей каждой зоны не рассматривается. Рабочая смесь задается массовыми долями каждой зоны. Остаточные газы от предыдущего цикла отсутствуют. 2. В качестве характерных термодинамических параметров зоны принимается температура и изохорная теплоемкость. 3. Вся теплота, подводимая в течение цикла, идет на изменение внутренней энергии зон с учетом теплообмена со стенками цилиндра и совершением работы. Данная величина определяется изменением массовых долей и текущим значением термодинамических параметров зоны. 4. Температура воздушного заряда, изменяющаяся в течение цикла, принимается равной средней температуре газов в камере сгорания. Температура "чистых" продуктов сгорания принимается равной температуре пламени.

Допустив, что рассматриваемые зоны с разными температурами, представляющими собой изолированную термодинамическую систему, приведены в тепловой контакт друг с другом (что, несомненно, происходит в двигателе), будем иметь неравновесный теплообмен. При непосредственном тепловом взаимодействии двух зон никакая работа не производится. Согласно термодинамике в случае необратимой передачи теплоты от зоны с большей температурой (продукты сгорания) к зоне с меньшей температурой (воздушный заряд) имеет место превращение потенциально возможной работы в теплоту. Другими словами, то количество внутренней энергии зоны с более высокой температурой, которое могло бы быть передано в виде работы в обратимом процессе теплообмена оказывается переданной в виде теплоты зоне с меньшей температурой. Энтропия изолированной системы при наличии в ней необратимого теплообмена возрастает. Таким образом, можно сделать вывод о существовании потерь в формировании индикаторного КПД цикла, вызванных неоднородностью температурного поля рабочего тела. Однако рост перепада температур зон при прочих равных условиях приводит к увеличению индикаторного КПД цикла. Это вызвано тем, что перепад температур между рабочим телом и ок ружающей средой уменьшается, а значит, в конечном счете, уменьшается и абсолютный рост энтропии. Приведем основные расчетные формулы методики и результаты исследований циклов дизельных двигателей. Подводимая в цикле теплота расходуется на изменение внутренней энергии каждой из зон. Рассмотрим подвод некоторого количества теплоты Ах в момент времени г. Тогда доли теплоты, идущие на изменение внутренней энергии зон воздушного заряда &иво3д и "чистых" продуктов сгорания AU4nCi равны соответственно: В энтропийном методе анализа уравнение связи индикаторного КПД // со структурными КНТ , , формируемыми внутренними факторами действительного цикла в развитии его во времени, приняло вид (6). Расчет коэффициента дк с учетом идеализации рабочего тела определяется суммой двух КНТ Sc и бт и проводится по формуле где к- показатель адиабаты рабочего тела, а кв =1.41- показатель адиабаты в "воздушном" идеальном цикле Отто, єт - текущая степень сжатия. При разбиении на две зоны коэффициент рассчитывается по формуле где квозд - показатель адиабаты зоны свежего заряда, кч пс - показатель адиабаты зоны чистых продуктов сгорания [38]. Тогда разница значений величин, полученных с помощью формул (11) и (12), определит значение влияния температурной неоднородностью в объеме камеры сгорания на индикаторный КПД цикла. Для численной оценки влияния температурной неоднородности ра бочего тела на индикаторный КПД были проведены расчетные исследова ния на основе математической модели рабочего процесса дизеля, разрабо танной в ЦНИДИ [39-42]. В исследованиях циклов реальных двигателей характеристику тепловыделения определяют расчетно экспериментальными методами, в основу которых положено уравнение первого закона термодинамики (13): где q4- подача топлива за цикл; dx - скорость тепловыделения; Ни - низшая теплота сгорания топлива; dU -дифференциал внутренней энергии; dQw скорость теплообмена; /г-текущее давление в цилиндре; dV,- изменение объема. Для проведения численных расчетов широко применяют уравнение индикаторного процесса: где Т и Р - температура и давление рабочего тела; Сг TUCJ- массы воздуха и чистых продуктов сгорания, С у и Су - соответствующие им изохорные теплоёмкости; к4 — рассчитываемый коэффициент; b - тригонометрическая

Форсунка с микрокапиллярным фильтром

Одним из наиболее ответственных узлов системы питания топливом дизельного двигателя является форсунка. Форсунка предназначена для впрыскивания по определенному направлению и распылению топлива на мелкие частицы в камере сгорания. Подача топлива осуществляется под давлением периодически в короткие промежутки времени через сопла. В распылителях поток приобретает скорости, обеспечивающие дробление жидкости на мелкие капли и их распространение в виде струи в камере сгорания. Форсунка имеет клапан (например, в виде иглы), с помощью которого осуществляется изменение количества подаваемой жидкости, начало и конец подачи. Рассмотренный способ улучшения эколого-экономических показателей двигателя требует создания новых и совершенствования существующих технических конструкций ТА. Одно из направлений развития ТА заключается в применении гетерогенных сред, в т.ч. двухфазных потоков. Существующая конструкция форсунки для ДВС, содержащая корпус, закрепленный на нем распылитель с запорной иглой и корпусом распылителя с сопловыми отверстиями, канал подачи топлива с подыгольной полостью распылителя, имеет также канал подачи газовой присадки со смесительно-аккумулирующей камерой, снабженной обратным клапаном [14]. Такая конструкция форсунки обладает недостаточной эффективностью предварительной подготовки топлива перед подачей его в цилиндр двигателя из-за сложности регулировки количества газа, подаваемого в цикловую порцию, при чем подаваемая присадка не содержит активных радикалов. Другим недостатком выступает ненадежность конструкции в связи с наличием обратного клапана. Более совершенная конструкция, в которой форсунка дополнительно содержит пористую металлокерамиче-скую вставку, соединяющую канал подачи присадок и смесительно-аккумулирующую камеру с подыгольной полостью [54]. Устройство дан ной форсунки повышает равномерность образования смеси присадки с топливом, но не упрощает конструкцию форсунки ввиду наличия обратного клапана.

Сущность предлагаемой новой конструкции (см. рис. 11-13) заключается в том, что в канале подачи газовой присадки 9 устанавливают микрокапиллярный фильтр 10, гидравлический радиус микрокапилляра в котором выполняют в пределах 2 мкм г 10 мкм [55]. Канал подачи газовой присадки 9 соединяется непосредственно с полостью цилиндра двигателя. Кроме того, канал подачи газовой присадки 9 может быть выполнен в теле корпуса распылителя 5, а микрокапиллярный фильтр может иметь вид проволочного жгута 11, Преимущество предлагаемой конструкции заключается в увеличении степени подготовки топлива перед подачей его в цилиндр двигателя и упрощении конструкции. Увеличение степени подготовки топлива определяется установкой микрокапиллярного фильтра для регулирования количества газа, подаваемого в цикловую порцию жидкого топлива. Так как канал лодачи газовой присадки сообщают непосредственно с полостью цилиндра двигателя, то обеспечивается образование смеси топлива с горячим рабочим газом, насыщенным продуктами неполного сгорания, содержащими большое количество активных радикалов. Упрощение конструкции достигается отсутствием обратного клапана, отсутствие динамических элементов приводит к большей управляемости процесса подачи газа. Приведем пример описания работы новой форсунки. Топливный насос (не рисунках не показан) по каналу подачи топлива 7 нагнетает жидкое топливо в подыгольную полость распылителя 8. Под воздействием давле ния топлива запорная игла поднимается и топливо через сопловые отверстия 6 впрыскивается в цилиндр камеры сгорания двигателя. В конце впрыскивания давление в подыголъной полости распылителя 8 резко снижается и через канал подачи газовой присадки 9 горячий рабочий газ из полости цилиндра двигателя, пройдя по зазору 2 через микрокапиллярный фильтр 10 просачивается в подыгольную полость распылителя 8, подогревая топливо и образуя с ним двухфазную смесь между циклами впрыскивания. При очередном поднятии давления подогретая цикловая порция двухфазной смеси жидкого топлива с газовой присадкой через зазор, образовавшийся при подъеме иглы, и сопловые отверстия 6 впрыскивается в цилиндр двигателя.

Механические средства по снятию заусенцев

Для серийного применения низких температур прорабатывался вариант конструкции с ледяными пробками. На рис.21 и 22 представлены элементы формы для серийного изготовления ледяных пробок. Экспериментальная форма состоит из 2-х квадратных пластин, изготовленных из гети-накса. Пластины формы в углах крепятся друг к другу 4-мя болтами М10. В центре верхней пластины располагаются конусные отверстия-ячейки, в которые заливается жидкое вещество или смесь веществ. Например, форма со стороной в 202 мм может иметь 144 ячейки для изготовления пробок. Форма подвергается заморозке вместе с залитым веществом, после чего из ячеек вынимаются готовые ледяные пробки для вставки в отсечные отверстия. Конусность пробки обеспечивает фиксацию пробки в отверстии. Данная конструкция пробок не требовала бы выполнения сложных технологических операций при изготовлении и конструктивных изменений в приспособлениях. Для устранения заусенцев на острых кромках был проведен ряд предварительных экспериментов с механическими операциями для опре деления пути решения задачи. При разработке механических средств снятия заусенец использовались втулки плунжера, подвергавшиеся заморозке в предыдущих экспериментах. Далее сохраняется прежняя маркировка деталей. Первоначально была использована самая простая механическая операция, в которой стержень диаметром 3 мм впрессовывал заусенец в стенки отверстия и частично удалял его. В качестве материала стержня выступал нихром.

Цилиндрический стержень помещали в отсечное отверстие и крутящим движением вручную вминали заусенец в стенку. Такая операция была проведена для 4-х отверстий: деталь №49 - 2 отверстия, серийная деталь - отверстие со стороны без паза, деталь №41 - отверстие со стороны без паза. В результате проведения эксперимента и дальнейшего исследования под микроскопом были получены следующие результаты: в отверстиях деталей №49 и серийной заусенцев не обнаружено; в отверстии детали №41 обнаружены заусенцы. Несмотря на то, что в 3-х из 4-х деталей заусенцы были удалены, данный способ снятия заусенцев не гарантирует отсутствия механических повреждений стенок отсечного отверстия и не обеспечивает гарантированное удаление заусенцев. В развитие этого метода был проведен следующий эксперимент. В отсечное отверстие вкручивался болт МЗ для механического воздействия на выступающие заусенцы. Далее безрезьбовой частью болта, имеющей диаметр 3 мм, предполагалось смять остатки заусенцев. Для проведения эксперимента использовалась деталь №2. Попытки продвинуть болт вручную приводили к его вращению вокруг оси без продольного смещения. В результате исследования детали после данного эксперимента в обоих отверстиях на кромках без применения микроскопа были обнаружены крупные заусенцы. Данный способ не только не приводил к полному удалению заусенцев, но и не обеспечивал сохранность поверхностных слоев отсечного отверстия. Исходя из проведенных предварительных исследований, были предложены следующие механические технические средства и операции для снятия заусенцев. На рис.23 представлена пробка-вставка для удаления заусенцев после операции хонингования. Эта пробка изготавливается из материала, более прочного или сравнимого по прочности с материалом втулки плунжера. Пробка вставляется в отсечное отверстие, затем в центральное отверстие пробки вкручивается рукоятка, которая обеспечивает снятие заусенца пробкой..

Похожие диссертации на Исследование экспериментальных моделей топливной аппаратуры двигателей внутреннего сгорания