دستگاه ماشین



انژکتور موتور دیزل

تعیین نازل ها و الزامات آنها

نازل برای تامین سوخت به سیلندر موتور، پاشش و توزیع سوخت از طریق محفظه های احتراق استفاده می شود.

شرایط کار انژکتورها بسیار دشوار است - آنها در معرض فشار و بارهای حرارتی بسیار زیاد هستند. تزریق در دمای محفظه احتراق شروع می شود 700…900 ˚Сو فشار 3…6 مگاپاسکال، و در دماهای تا 2000 ˚Сو فشار 10…11 مگاپاسکال.

الزامات بسیار دقیق زیر بر روی نازل ها اعمال می شود:

• پراکندگی بهینه، یعنی درجه بالایی از خرد شدن قطرات سوخت، زیرا هرچه قطره کوچکتر باشد، سطح کل آنها بیشتر است، سوخت سریعتر گرم می شود و می سوزد، اما طول شعله کاهش می یابد.
• اطمینان از اینکه سرعت جت سوخت به لبه های محفظه احتراق می رسد، بنابراین قطرات نباید خیلی کوچک باشند - اندازه قطرات متوسط ​​(با در نظر گرفتن الزامات پاراگراف اول) - 30…50 میکرومتر;
• توزیع سوخت تزریق شده در کل حجم محفظه احتراق؛
• شروع شدید تزریق و خاتمه آن.

نازل ها هستند باز کنو بسته.
نازل های باز منبع ثابت سوخت را فراهم می کنند. در موتورهای دیزلی مدرن از چنین نازل هایی استفاده نمی شود.
در موتورهای دیزلی از نازل های بسته استفاده می شود که تنها زمانی باز می شوند که سوخت به محفظه احتراق عرضه شود.

نازل های بسته می توانند دو نوع باشند - تک و چند سوراخه. اولی روی موتورهایی با محفظه احتراق تقسیم نشده نصب می شود.

نازل های مکانیکی و نازل های الکترونیکی کنترل شده نیز وجود دارد.
سیستم های قدرت موتور دیزل مدرن از تزریق کنترل شده توسط کامپیوتر (واحد کنترل الکترونیکی) استفاده می کنند. بر اساس اطلاعات از سنسورهای متعدد، چنین سیستم هایی بسیاری از فرآیندها و پارامترهای فعلی موتور را در نظر می گیرند. نازل ها در چنین سیستم هایی توسط دستگاه های الکترومغناطیسی یا پیزوالکتریک ویژه کنترل می شوند که فرصت های گسترده ای را برای بهبود کارایی موتور و همچنین سازگاری با محیط زیست آن باز می کند.

تاریخچه اختراع نازل

همانطور که می دانید، رودولف دیزل در ابتدا کار خلاقیت مشهور خود را روی گرد و غبار زغال سنگ طراحی کرد. سیستم قدرت آن حاوی یک پمپ مخصوص بود که گرد و غبار زغال سنگ را با هوای فشرده وارد سیلندر موتور می کرد. با این حال، معلوم شد که زغال سنگ یک سوخت کم کالری است که قادر به ایجاد دمای احتراق بالا نیست و دیزل مجبور شد چشم هوشمندانه خود را به سوخت های مایع معطوف کند. به هر حال، تفاوت دما در چرخه موتور راهی مستقیم برای افزایش راندمان است، همانطور که فرانسوی ثابت کرد.

ابتدا دیزل سعی کرد بنزین را به سیلندر موتور خود تزریق کند، اما در اولین آزمایش موتور، انفجاری رخ داد که تقریباً به قیمت جان خود دیزل و دستیارانش تمام شد و مخترع مجبور شد از سوخت کمتر انفجاری استفاده کند. - نفت سفید
در ژوئن 1894، دیزل موتوری ساخت که از نفت سفید به عنوان سوخت استفاده می کرد و با یک نازل مخصوص به داخل سیلندرها تزریق می شد. برای تزریق نفت سفید، از یک کمپرسور پنوماتیک استفاده شد که فشاری بیش از فشار در سیلندر موتور ایجاد کرد. نام "دیزل کمپرسور" به چنین موتورهایی اختصاص داده شد.

ایده تزریق سوخت هیدرولیک در موتورهای دیزل، طبق تاریخ، متعلق به مهندس فرانسوی ساباته است، که علاوه بر این، تزریق چندگانه را پیشنهاد کرد، یعنی تزریق در چند مرحله انجام شود (این ایده در قدرت مدرن استفاده می شود. سیستم ها - Common Rail و پمپ - نازل).

در سال 1899، مهندس روسی Arshaulov برای اولین بار یک پمپ سوخت فشار بالا با طراحی اصلی را ساخت و معرفی کرد - که توسط هوا فشرده شده در سیلندر، کار با یک نازل بدون کمپرسور رانده می شود. این نازل ها بر روی موتورهای دیزلی تولید شده توسط کارخانه مکانیکی لودویگ نوبل در سن پترزبورگ در آغاز قرن گذشته ("موتورهای دیزل روسیه") نصب شدند.

در دهه 20 قرن بیستم، مهندس آلمانی رابرت بوش پمپ سوخت فشار بالا داخلی را بهبود بخشید و همچنین اصلاح موفقیت آمیزی در انژکتور بدون کمپرسور ایجاد کرد. این دستگاه ها با پیشرفت های مختلف تا به امروز در سیستم های قدرت موتورهای دیزلی مورد استفاده قرار می گیرند.

موتورهای دیزلی که از افزایش فشار سوخت در سیستم سوخت قبل از تزریق استفاده می کنند "موتورهای دیزل بدون کمپرسور" نامیده می شوند.
در حال حاضر موتورهای دیزلی کمپرسور کلاسیک کاربرد عملی ندارند. در موتورهای مدرن، تزریق به روش های غیر کمپرسوری انجام می شود.

با این حال، علم و فناوری ثابت نمی‌ماند، و به لطف رایانه‌سازی گسترده همه سیستم‌های خودرو، انژکتورهای مکانیکی اکنون به تدریج با دستگاه‌های پیشرفته‌تر کنترل‌شده الکترونیکی جایگزین می‌شوند.

اصل عملکرد نازل چند سوراخه

در یک نازل چند سوراخ، قسمت اصلی اتومایزر است. از یک بدن تشکیل شده است 1 (برنج. 1، الف) و سوزن 2 . اتومایزر به سمت بدنه کشیده می شود 7 نازل با مهره اتحادیه 3 . فنر روی سوزن فشار می آورد 12 (برنج. 1، ب). سوخت وارد حفره شود بنازل ها از طریق کانال تغذیه می شوند که در.
هنگامی که سوخت توسط پمپ وجود ندارد ( برنج. 1. من)، فشار در حفره باست 2…4 مگاپاسکال. فشار سوخت روی تسمه بار جیسوزن، اما این نیرو کمتر از نیروی فنری است که سوزن را به اتومایزر فشار می دهد. مخروط قفل سوزن Dروکش خروجی ها - نازل آ.

هنگامی که سوخت توسط پمپ تامین می شود، نیروی فشار سوخت روی کمربند جینیروی فنر بیشتر می شود، سوزن بالا می رود، و از طریق نازل آسوخت با سرعت بالا به محفظه احتراق تزریق می شود. پس از پایان سوخت رسانی، فشار کاهش می یابد، فنر سوزن را به جای خود باز می گرداند و خروجی های نازل را مسدود می کند و تزریق متوقف می شود.

بالا آمدن سوزن با تاکید بر شانه های بالایی آن در بدن محدود می شود 5 انژکتورها و میکاپ 0.2…0.25 میلی متر.

کیفیت خرد شدن سوخت به سرعت حرکت آن از طریق نازل ها بستگی دارد که به نوبه خود به فشار تزریق بستگی دارد. در حالت عادی، سرعت جت سوخت است 200…400 متر بر ثانیه. برای این کار لازم است اختلاف فشار در نازل و محفظه احتراق ایجاد شود 5…10 مگاپاسکال. از آنجایی که فشار در سیلندر در لحظه تزریق می رسد 3…5 مگاپاسکال، فشار سوخت در انژکتور باید بیشتر از 10…20 مگاپاسکال.
برای اطمینان از عملکرد نازل در این فشار، بدنه اتمایزر و سوزن بسیار دقیق ساخته شده و به هم چسبیده اند. آنها سومین جفت دقیق در خط فشار بالا هستند. سوزن و بدنه اتومایزر قابل جداسازی نیست و فقط باید به صورت ست تعویض شوند.



دستگاه نازل چند سوراخه

در موتورهای دارای محفظه احتراق تقسیم نشده، به عنوان یک قاعده، نازل های چند سوراخ نصب می شود. بنابراین، در موتورهای KamAZ-740، نازل های سری 33 نصب شده است، در موتورهای ZIL-645 و YaMZ-240 - نازل های B-2SB، در موتورهای YaMZ-238 - نازل های مدل 80 ( شکل 2 را در پایین صفحه ببینید).

به بدن 7 نازل با مهره اتحادیه 3 اتومایزر با سوزن متصل شده است 2 . اتومایزر دارای چهار سوراخ نازل با قطر است 0.3 میلی متر. روی سوزن از طریق نوار 13 پرس های فنری 12 . سوخت پمپ از طریق اتصالات به حفره نازل می رسد 9 که فیلتر در آن نصب شده است 10 . دهانه بالایی محفظه برای تخلیه سوختی است که از شکاف های بین سوزن و سمپاش به مخزن نشت کرده است. پین ها 4 و 6 موقعیت دقیق اتمایزر را نسبت به محفظه و کانال های سوخت تعیین کنید. واشر 11 تنش فنر را تنظیم کنید، که فشار شروع تزریق را تعیین می کند.

انژکتورها در سوکت های مخصوص در سر سیلندر نصب می شوند و با براکت ها محکم می شوند.
یک واشر مسی (حلقه) آب بندی بین بدنه نازل و سر بلوک قرار می گیرد که روی بدنه اتومایزر قرار می گیرد و همراه با نازل با دقت وارد سوکت سر می شود. چنین واشر نه تنها به عنوان مهر و موم بین نازل و هد عمل می کند، بلکه اتلاف گرمای خوبی را از اتومایزر به سر سیلندر فراهم می کند.
O-ring 8 از حفره درپوش سوپاپ در برابر گرد و غبار و رطوبت محافظت می کند.

دستگاه یک نازل پین تک سوراخ

نازل های تک سوراخ گاهی اوقات نازل پین نامیده می شوند، زیرا انتهای سوزن آن به شکل پین ساخته شده است. چنین نازل هایی معمولاً در موتورهای دیزلی با محفظه های احتراق مجزا نصب می شوند.
طراحی اتمایزر چنین انژکتورهایی فراهم می کند، زیرا اتمیزه کردن سوخت بیشتر از انژکتورهای چند سوراخه هدایت می شود و بخش قابل توجهی از سوخت به دیواره های محفظه های احتراق می رسد و یک فیلم به سرعت تبخیر را تشکیل می دهد.

موتورهای دیزلی با محفظه‌های احتراق گردابی (جدا) نسبت به ترکیب سوخت حساسیت کمتری دارند و در طیف وسیعی از سرعت‌های چرخشی پایدارتر عمل می‌کنند. نازل های مورد استفاده با آنها برای فشار کمتر طراحی شده اند، بنابراین، آنها به دقت ساخت بالایی مانند نازل برای اتاق های احتراق تقسیم نشده نیاز ندارند و بنابراین ارزان تر هستند.

بر برنج. 1، دراتومایزر یک نازل پین تک سوراخ نشان داده شده است. چنین نازلی در محفظه های احتراق گردابی نصب می شود و دارای یک نازل است.
انتهای سوزن 2 به شکل پین ساخته شده است 13 شکل مخروطی که از بدنه دستگاه اتمایزر بیرون زده است. پین برای تشکیل یک جت سوخت به شکل مخروط عمل می کند.
اصل عملکرد نازل های تک سوراخ با اصل کار نازل های چند سوراخه تفاوتی ندارد.

دستگاه برخی از انواع انژکتورهای مورد استفاده در موتورهای دیزلی اتوتراکتور داخلی در نشان داده شده است شکل 2.