Цикловая подача топлива

15.04.2018 /
15.04.2018

  •  

12444 /
6046

Цикловая подача топлива — объем или масса топлива, поданный за один ход плунжера.

У двигателей с аккумуляторной топливной системой (Common Rail ) за счет возможности управлять открытием форсунки независимо от работы ТНВД появляется возможность оптимизировать процесс впрыска и сгорания топлива за счет многоимпульсной подачи:

Предвпрыск

Подача первой части основной порции топлива

Подача топлива на некоторое время прекращается

Подача второй части основной порции топлива

Поствпрыск

Номинальная цикловая подача топлива

Цикловая подача топлива на холостом ходу

КОЛИЧЕСТВО ВПРЫСКИВАЕМОГО ТОПЛИВА

Запрашиваемый момент, который рассчитывается системой крутящих моментов, затем преобразуется в количеств впрыскиваемого топлива, а затем в длительность импульсов. Количество впрыскиваемого топлива распределяется по нескольким впрыскам. Основной расход представляет собой количество топлива, поступающего в цилиндр во время основного впрыска. Общее количество впрыскиваемого топлива за один цикл является суммой основного впрыска и других впрысков (предварительных, поствпрысков). Данные значения количество впрыскиваемого топлива рассчитываются в зависимости от оборотов двигателя и запрашиваемого крутящего момента. Корректировке подвергаются как основной впрыск так и дополнительные. Что касается корректировки расхода при предварительном впрыске:

• Первая корректировка осуществляется в зависимости от температур воздуха и охлаждающей жидкости. Данная корректировка позволяет адаптировать количество топлива при предварительном впрыске к рабочей температуре двигателя. Когда двигатель разогрет, задержка воспламенения уменьшается, так как температура конца такта сжатия увеличивается. При этом расход при предварительном впрыске может быть сокращен, так как, естественно, уровень шума при горении ниже при разогретом двигателе.

• Вторая корректировка определяется в зависимости от атмосферного давления. Данная корректировка используется для адаптации расхода при предварительном впрыске в зависимости от атмосферного давления.

Приемистость автомобиля с дизельным двигателем можно назвать удовлетворительной, когда двигатель постоянно реагирует на команды водителя через педаль акселератора. Кроме этого, при движении двигатель не должен стремиться к остановке, а при изменении положения педали акселератора — плавно разгоняться или замедляться без перебоев. На ровной дороге и удерживании педали акселератора в заданном положении скорость автомобиля должна оставаться постоянной, а когда педаль отпускают, мотор должен тормозить автомобиль. Для выполнения всех этих требований применяют регуляторы числа оборотов.

• Регулирование пусковой подачи топлива — для обеспечения надежной работы двигателя на время пуска и прогрева дизеля обеспечивается увеличенная подача топлива путем повышения цикловой подачи. При этом отмечается рост в топливном факеле количества мелких капель, которые быстрее прогреваются и испаряются, способствуя образованию топливовоздушной смеси.
• Регулирование низких оборотов холостого хода — осуществляется регулятором ТНВД или ЭБУ в зависимости от нагрузки на двигатель и производительности топливной аппаратуры. Чтоб определить какая идёт подача, необходимо подключится к ЭБУ диагностическим сканером, вывести параметр » Фактическая цикловая подача топлива» и «Номинальная подача топлива», Не все сканеры и системы управления могут отображать эти параметры прогреть двигатель и наблюдать за показаниями.
• Регулирование минимальных оборотов — когда педаль акселератора нажимается полностью, максимальные обороты при полной нагрузке не должны возрастать более чем до повышенных оборотов холостого хода (максимальных оборотов), когда нагрузка убирается. При этом регулятор реагирует путем перемещения втулки управления обратно в направлении положения остановки двигателя, а подача топлива к двигателю уменьшается.
• Регулирование промежуточных оборотов — регуляторы изменяемых оборотов включают регулирование промежуточных оборотов. В определенных пределах эти регуляторы могут также поддерживать обороты двигателя между холостыми и максимальными на постоянном уровень. Это означает, что в зависимости от нагрузки, обороты двигателя изменяются в рабочем диапазоне только между nв (заданные обороты на кривой полной нагрузки и nт (без нагрузки на двигателе).

Другие функции управления выполняются регулятором в дополнение к его регулирующим возможностям:

• сброс или блокировка дополнительного топлива, требуемого для запуска двигателя.
• изменение подачи при полной нагрузке в зависимости от оборотов двигателя (управление крутящим моментом).

В некоторых случаях для реализации этих дополнительных возможностей необходима установка дополнительных модулей.

Цикловая подача топлива зависит от:

• эффективного давления в отверстиях распылителя;
• продолжительности впрыскивания;
• разницы давления впрыскивания и давления в камере сгорания двигателя;
• плотности топлива.

Характеристика цикловой подачи двигатель 4JB1-TC ТНВД 104746-6601Р

Внешняя скоростная характеристика регулятора ТНВД

Характеристика цикловой подачи

Цикловая подача — топливо — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 4

Cтраница 4

Износ и приработка деталей двигателя происходят особенно интенсивно в первые часы работы нового дизельного двигателя, при этом: уменьшается давление начала впрыска топлива форсункой в пределах 0 2 — 0 4 кгс / см2 на каждый час работы двигателя; изменяется в сторону запаздывания угол опережения впрыска топлива; снижается давление конца сжатия и уменьшается коэффициент избытка воздуха по мере износа цилиндро-поршневой группы; изменяется величина цикловой подачи топлива.
 [46]

Износ и приработка деталей двигателя происходят особенно интенсивно в первые часы работы нового дизельного двигателя, при этом: уменьшается давление начала впрыска топлива фор -, сункой в пределах 0 02 — 0 04 МПа на каждый час работы двигателя; изменяется з сторону запаздывания угол опережения впрыска топлива; снижается давление конца сжатия и уменьшается коэффициент избытка воздуха по мере износа цилннд-ропоршневой группы; изменяется величина цикловой подачи топлива.
 [47]

В начале пуска ( 180 — 250 об / мин) грузики регулятора расходятся, преодолевая усилие пружины 8, смещают скользящую муфту 18, промежуточный рычаг 11 и вместе с ним рейку топливного насоса. Цикловая подача топлива уменьшается.
 [48]

Продолжительность впрыска топлива оказывает большое влияние на процесс сгорания и показатели цикла. При постоянной цикловой подаче топлива и равных углах поворота коленчатого вала короткий впрыск обеспечивает выделение большего количества теплоты при сгорании и более высокую степень нарастания давления, чем длительный впрыск.
 [49]

Зависимость т. п ц — а от а.  [50]

С увеличением т) у при п const в цилиндр поступает большая масса воздуха. Если увеличить цикловую подачу топлива так, чтобы сохранилось заданное значение а, то Pi и Л возрастают. Мероприятия, обеспечивающие повышение T V, описаны в гл.
 [51]

Для этого ослабляют стяжной винт 16 и, придерживая венец, поворачивают в нем втулку 13 вместе с хвостовиком плунжера 26 в ту или иную сторону, тем самым уменьшая или увеличивая подачу топлива. Если нужно изменить цикловую подачу топлива насоса в целом, то поступают подобным образом со всеми плунжерными парами.
 [52]

В дизелях осуществляется качественное регулирование мощности двигателя. Нагрузка двигателя пропорциональна цикловой подаче топлива, степень наполнения цилиндров воздухом у безнаддувных дизелей на всех режимах практически одинакова. Концентрации СО и С Нт определяются не составом смеси, а локальными явлениями, происходящими во фронте пламени и пристеночной зоне камеры сгорания.
 [53]

Коленчатый вал дизеля 6Д49.  [54]

На дизелях последних выпусков предусмотрено автоматическое отключение 1л, 2л, 1п и 2п цилиндров при работе на нулевом и первом положениях рукоятки контроллера. Это примерно вдвое увеличивает цикловую подачу топлива насосами остальных четырех цилиндров, уменьшая, таким образом, расход топлива при холостом ходе дизеля.
 [55]

Однако зазор в плунжерной паре имеет особое значение на пусковых режимах двигателя при условии малого и замедленного хода плунжера. Исходя из этого, снижение цикловой подачи топлива не должно превышать 20 % и предельный зазор в плунжерной паре не может превышать его первоначального значения более чем в 3 раза. Показатели двигателя заметно ухудшаются при суммарном износе плунжерной пары до зазора, в 2 раза большего первоначального в насосе распределительного типа и в 2 3 раза — рядного насоса.
 [56]

Схема изменения цикловой подачи топлива дросселированием топлива.  [57]

При дальнейшем ходе плунжера вверх происходит конденсация паров топлива и только после того, когда плунжер займет объем, который был заполнен парами топлива, начинается нагнетание его. Таким образом, с уменьшением цикловой подачи топлива процесс подачи его начинается позднее, что может неблагоприятно сказываться на протекании рабочего цикла дизеля.
 [58]

В случае применения наддува для обеспечения необходимого в условиях эксплуатации характера протекания кривой Ме / ( га) требуется наряду с соответствующим подбором параметров тошшво-подающей аппаратуры и характеристики впрыска выбрать параметры турбокомпрессора так, чтобы расчетные характеристики компрессора и турбины обеспечивали достижение наибольшей подачи воздуха на скоростных режимах, при которых крутящий момент должен быть максимальным. Одновременно в связи с увеличением цикловой подачи топлива на этих режимах коэффициент избытка воздуха снижают до величины, при которой еще не наблюдается дым в отработавших газах.
 [59]

К топливному насосу предъявляется ряд жестких требований. Он должен надежно обеспечивать дозировку и цикловую подачу топлива в камеру сгорания в соответствии с нагрузкой двигателя; равномерную подачу топлива во все цилиндры в установленной последовательности; высокое давление, необходимое для качественного распыла и дальнобойности топлива в камере сгорания; своевременную подачу заряда топлива в цилиндр по углу поворота коленчатого вала двигателя и по углу поворота кулачкового вала насоса; оптимальную жесткость работы двигателя; сбор и отвод излишнего топлива. Кроме того, насос должен удовлетворять эксплуатационным требованиям.
 [60]

Страницы:  

   1

   2

   3

   4

   5

Глава 3d — Первый закон — Закрытые системы

Глава 3d — Первый закон — Закрытые системы — Двигатели цикла Отто (обновлено 22.04.12)

Глава 3: Первый закон термодинамики для
Закрытые системы

d) Стандартный воздушный цикл Отто (искровое зажигание)
Двигатель

Воздух
Стандартный цикл Отто — идеальный цикл
для искрового зажигания
(SI) двигатели внутреннего сгорания, впервые предложенные
Николауса Отто более 130 лет назад и который в настоящее время используется наиболее
автомобили. Следующая ссылка от Крузе
Технологическое партнерство представляет
описание четырехтактного двигателя
Цикл Отто операция включая короткий
История Николауса Отто. И снова у нас отличные анимации
производства Мэтт
Keveney представляет как четырехтактный , так и .
и двухтактный
двигатель внутреннего сгорания с искровым зажиганием
операция

Анализ цикла Отто очень похож на
цикл Дизеля, который мы проанализировали в предыдущих
раздел . Мы будем использовать идеал
«стандартное» предположение в нашем анализе. Таким образом, рабочая
жидкость – это фиксированная масса воздуха, совершающая полный цикл, т.
везде рассматривается как идеальный газ. Все процессы идеальны,
горение заменяется подводом тепла к воздуху, а выхлоп
заменен процессом отвода тепла, который восстанавливает воздух в
начальное состояние.

Самая существенная разница между идеальным
Цикл Отто и идеальный цикл Дизеля — это метод зажигания
топливно-воздушная смесь. Напомним, что в идеальном дизельном цикле чрезвычайно
высокая степень сжатия (около 18:1) позволяет воздуху достигать
температура воспламенения топлива. Затем топливо впрыскивается таким образом, что
процесс воспламенения происходит при постоянном давлении. В идеальном Отто
цикл топливно-воздушная смесь вводится во время такта впуска
и сжаты до гораздо более низкой степени сжатия (около 8:1) и
затем воспламеняется от искры. Горение приводит к резкому скачку
давление, в то время как объем остается практически постоянным.
продолжение цикла, включая расширение и выхлоп
процессы практически идентичны процессам идеального дизельного топлива.
цикл. Мы считаем удобным развивать подход к анализу
идеальный цикл Отто через следующую решенную задачу:

Решенная проблема 3.7 — Ан
идеальный воздушный стандартный двигатель цикла Отто имеет степень сжатия 8. При
начало процесса сжатия, рабочее тело при 100
кПа, 27°С (300 К) и 800 кДж/кг тепла подводится во время
процесс подвода тепла с постоянным объемом. Аккуратно нарисуйте
давление-объем [ P-v ]
диаграмму для этого цикла и используя значения удельной теплоемкости воздуха при
типичная средняя температура цикла 900K определить:

• а) температура
  и давление воздуха в конце каждого процесса

• б) сеть
  выход/цикл [кДж/кг] и

• c) тепловой КПД [η _th ]
  этого цикла двигателя.

Подход к решению:

Первый шаг — начертить P-v диаграмму
полный цикл, включая всю необходимую информацию. Мы замечаем
что ни объем, ни масса не были предоставлены, поэтому диаграмма
и решение будет в терминах конкретных величин.

Будем считать, что топливно-воздушная смесь представлена
чистый воздух. Соответствующие уравнения состояния, внутренней энергии и
адиабатический процесс для воздуха:

Напомним из предыдущего раздела, что номинал
Значения удельной теплоемкости, использованные для воздуха при 300 К, равны С _v = 0,717 кДж/кг·К, а k = 1,4. Однако все они
функции температуры, а при чрезвычайно высокой температуре
диапазон, испытанный в двигателях внутреннего сгорания, можно получить
существенные ошибки. В этой задаче мы используем типичный средний цикл
температура 900К взято из таблицы Конкретный
Теплоемкость воздуха .

Теперь мы проходим все четыре процесса, чтобы
определить температуру и давление в конце каждого процесса, т.к.
а также работу, выполненную и переданную теплоту в каждом процессе.

Обратите внимание, что давление P ₄ (а также P ₂
выше) также можно оценить из уравнения адиабатического процесса.
Мы делаем это ниже для проверки достоверности, однако мы находим это более
удобно использовать уравнение состояния идеального газа везде, где это возможно.
Любой метод является удовлетворительным.

Мы продолжаем последний процесс определения
тепло отклонено:

 

Обратите внимание, что мы применили уравнение энергии к
все четыре процесса, позволяющие нам использовать два альтернативных способа оценки
«чистая производительность за цикл» и тепловой КПД,
следующим образом:

Обратите внимание, что при использовании постоянных значений удельной теплоемкости свыше
цикла мы можем определить тепловой КПД непосредственно из
отношение удельных теплоемкостей k по следующей формуле:

где
r — степень сжатия

Быстрый тест: Использование тепла
и уравнения работы энергии, полученные выше, выведите это соотношение

Проблема 3. 8 — Это
является расширением решаемой задачи 3.7, в котором мы хотим использовать
во всех четырех процессах номинальная стандартная удельная теплоемкость
значения емкости для воздуха при 300К. Используя значения C _v = 0,717 кДж/кг·К и k = 1,4, определить:

• а) температура
  и давление воздуха в конце каждого процесса [P ₂
  = 1838 кПа, Т ₂
  = 689К, Т ₃
  = 1805К, Р ₃
  = 4815 кПа, P ₄
  = 262 кПа, Тл ₄
  = 786К]

• б) сеть
  выход/цикл [451,5
  кДж/кг] и

• c) тепловой КПД этого цикла двигателя.
  [η _-й -й
  = 56%]

______________________________________________________________________________________


Инженерная термодинамика Израиля
Уриэли находится под лицензией Creative
Commons Attribution-Noncommercial-Share Alike 3.0 США
Лицензия

Глава 3с — Первый закон — Замкнутые системы

Глава 3с — Первый закон — Замкнутые системы — Двигатели дизельного цикла (обновлено 19. 03.2013)

Глава 3: Первый закон термодинамики для
Закрытые системы

c) Дизельный цикл воздушного стандарта
(с воспламенением от сжатия) Двигатель

Воздух
Стандартный дизельный цикл является идеальным
цикл для Воспламенение от сжатия
(CI) поршневые двигатели, впервые предложенные Рудольфом
Дизель более 100 лет назад. Следующая ссылка от Крузе
Технологическое партнерство описывает
четырехтактный
дизельный цикл операция включая короткую
История Рудольфа Дизеля. Четырехтактный дизельный двигатель обычно
используются в автомобильных системах, тогда как более крупные морские системы обычно
используйте двухтактный
дизельный цикл . Еще раз у нас есть
отличная анимация производства Matt
Keveney представляет работу
четырехтактный
дизельный цикл .

Фактический цикл КИ чрезвычайно сложен, поэтому в
в начальном анализе мы используем идеальное допущение о «воздушном стандарте»,
в котором рабочим телом является неподвижная масса воздуха, подвергающаяся
полный цикл, который рассматривается как идеальный газ. Все
процессы идеальны, горение заменяется подводом тепла к
воздуха, а выхлоп заменяется процессом отвода тепла, который
восстанавливает воздух в исходное состояние.

Идеальный дизельный двигатель воздушного стандарта подвергается 4
отдельные процессы, каждый из которых может быть проанализирован отдельно, т.
показано на P-V
схемы ниже. Два из четырех процессов цикла являются адиабатическими
процессы (адиабатические = отсутствие передачи тепла), таким образом, до
мы можем продолжить нам нужно разработать уравнения для идеального газа
адиабатический процесс следующим образом:


Адиабатический процесс идеального газа (Q = 0)

Анализ приводит к следующим трем общим
формы, представляющие адиабатический процесс:

где
k представляет собой отношение теплоемкостей и имеет номинальное значение 1,4 при
300к за воздух.

Процесс 1-2 представляет собой процесс адиабатического сжатия.
Таким образом, температура воздуха увеличивается при сжатии.
процесса, а при большой степени сжатия (обычно > 16:1)
достигнет температуры воспламенения впрыскиваемого топлива. Таким образом дано
условия в состоянии 1 и степень сжатия двигателя, в
для определения давления и температуры в состоянии 2 (на
конец процесса адиабатического сжатия) имеем:

Work W _1-2 требуется для сжатия газа.
показана как площадь под кривой P-V и оценивается как
следует.

Альтернативный подход с использованием уравнения энергии
использует преимущество адиабатического процесса (Q _1-2 = 0) приводит к гораздо более простому процессу:

(спасибо
студентке Николь Блэкмор за то, что она сообщила мне об этой альтернативе
подход)

Во время процесса 2-3 топливо впрыскивается и сгорает
и это представлено процессом расширения постоянного давления. В
состояние 3 («отсечка топлива») процесс расширения продолжается
адиабатически с понижением температуры до тех пор, пока расширение
полный.

Процесс 3-4, таким образом, представляет собой процесс адиабатического расширения.
Общая работа по расширению составляет W _exp
= (W _2-3 + W _3-4 )
и показана как площадь под P-V
диаграмме и анализируется следующим образом:

Наконец, процесс 4-1 представляет постоянный объем
процесс отвода тепла. В реальном дизельном двигателе газ просто
выпускают из цилиндра и вводят свежий заряд воздуха.

Сеть W _Сеть сделано за цикл
определяется как: W _net = (W _exp + W _1-2 ),
где по-прежнему работа сжатия W _1-2 отрицательна
(работа выполнена на системе).

В двигателе с циклом Air-Standard Diesel тепло
ввод Q _в происходит
путем сжигания топлива, которое впрыскивается контролируемым образом,
идеально приводит к процессу расширения с постоянным давлением 2-3 как
показано ниже. При максимальном объеме (нижняя мертвая точка) сгоревшие газы
просто истощаются и заменяются свежим зарядом воздуха. Это
представлен эквивалентным процессом отвода тепла постоянного объема
Вопрос _из = -Q _4-1 .
Оба процесса анализируются следующим образом:

На этом этапе мы можем удобно определить
КПД двигателя по тепловому потоку составляет:

____________________________________________________________________________

Следующие проблемы обобщают этот раздел:

Проблема 3.4 — А
устройство поршень-цилиндр без трения содержит 0,2 кг воздуха при 100 кПа
и 27°С. Теперь воздух медленно сжимается по соотношению
P V ^k = константа, где k = 1,4, пока не достигнет конечного значения
температура 77°С.

• а) Эскиз P-V
  диаграмма процесса относительно соответствующей константы
  температурные линии, и укажите на этой диаграмме совершенную работу.

• б) Использование основного
  определение границы выполненной работы определить границу работы
  сделано во время процесса [-7. 18
  кДж].

• c) Используя уравнение энергии, определите тепло
  передано в процессе [0
  кДж] и убедитесь, что процесс находится в
  факт адиабатический.

Производное
все используемые уравнения начинаются
с основным уравнением энергии для непоточной системы уравнение
для изменения внутренней энергии идеального газа (Δu) основное уравнение
для граничной работы и уравнения состояния идеального газа [ P.V.
= mRT ]. Использовать
значения удельной теплоемкости, определенные при 300К для всего
процесс.

Проблема 3.5 —
Учитывать ход расширения только
типичный дизельный двигатель Air Standard с компрессией
коэффициент 20 и коэффициент отсечки 2. В начале процесса
(впрыск топлива) начальная температура 627°С, а воздух
расширяется при постоянном давлении 6,2 МПа до отсечки (объемное отношение
2:1). Затем воздух адиабатически расширяется (отсутствует теплопередача).
пока не достигнет максимальной громкости.

• а) Нарисуйте это
  процесс на П-в
  диаграмма, четко показывающая все три состояния. Укажите на схеме
  полная работа, совершенная в течение всего процесса расширения.

• б) Определить
  температурах, достигаемых в конце постоянного давления (топливо
  впрыск) процесс [1800K],
  а также в конце процесса расширения [830K],
  и нарисуйте три соответствующие линии постоянной температуры на P-v
  диаграмма.

• c) Определить
  полная работа, выполненная во время такта расширения [1087
  кДж/кг].

• г) Определить общее количество тепла, подведенного к воздуху
  во время такта расширения [1028
  кДж/кг].

Вывести все используемые уравнения
исходя из уравнения состояния идеального газа и адиабатического процесса
соотношения, основное уравнение энергии для замкнутой системы,
соотношения изменения внутренней энергии и энтальпии для идеального газа, и
базовое определение граничной работы, выполняемой системой (если требуется).
Используйте значения удельной теплоемкости, определенные для 1000K для всего
процесс расширения, полученный из таблицы Конкретный
Теплоемкость воздуха .

Решенная проблема 3.6 —
Идеальный дизельный двигатель с воздушным стандартом имеет
степень сжатия 18 и коэффициент отсечки 2. В начале
процесса сжатия, рабочая жидкость при 100 кПа, 27°С
(300 К). Определить температуру и давление воздуха в конце
каждого процесса, чистый выход работы за цикл [кДж/кг] и
тепловая эффективность.

Обратите внимание, что номинальные значения удельной теплоемкости
для воздуха при 300K используются C _P = 1,00 кДж/кг.K, C _v
= 0,717 кДж/кг·К, а к = 1,4. Однако все они являются функциями
температуры, а также с чрезвычайно высоким температурным диапазоном
при опыте работы с дизельными двигателями можно получить существенные ошибки. Один
подход (который мы примем в этом примере) заключается в использовании типичного
средняя температура за цикл.

Подход к решению:

Первый шаг — нарисовать диаграмму, представляющую
проблемы, включая всю необходимую информацию. Мы замечаем, что
ни объем, ни масса не даны, поэтому диаграмма и решение будут
выражаться в конкретных количествах. Самая полезная схема для
тепловая машина P-v схема полного цикла:

Следующим шагом является определение рабочей жидкости и
решить, какие основные уравнения или таблицы использовать. В этом случае
рабочей жидкостью является воздух, и мы решили использовать среднее
температура 900К на протяжении всего цикла для определения удельной теплоемкости
значения емкости, представленные в таблице
Удельная теплоемкость воздуха .

Теперь мы проходим все четыре процесса, чтобы
определяют температуру и давление в конце каждого процесса.

Обратите внимание, что альтернативный метод оценки
давление P ₂ просто использовать уравнение состояния идеального газа следующим образом:

Удовлетворителен любой подход — выберите любой
вам удобнее.