Автор работы: Пользователь скрыл имя, 26 Октября 2013 в 18:03, доклад
В ряде случаев, в частности, при переходе на топлива с худшей воспламеняемостью, падают максимальные давления рабочего цикла, сгорание топлива переходит на линию расширения и это вызывает падение экономичности двигателя. Возникает необходимость в увеличении угла опережения впрыска топлива в ряде конструкций двигателей и, в частности, в двигателях Зульцер RND изменение угла опережения может быть осуществлено путем разворачивания каждого топливного кулачка на распределительном валу (см рис. 4-2).
МЕТОДЫ РЕГУЛИРОВАНИЯ УГЛА ОПЕРЕЖЕНИЯ ПОДАЧИ ТОПЛИВА
В ряде случаев, в частности, при переходе на топлива с худшей воспламеняемостью, падают максимальные давления рабочего цикла, сгорание топлива переходит на линию расширения и это вызывает падение экономичности двигателя. Возникает необходимость в увеличении угла опережения впрыска топлива в ряде конструкций двигателей и, в частности, в двигателях Зульцер RND изменение угла опережения может быть осуществлено путем разворачивания каждого топливного кулачка на распределительном валу (см рис. 4-2). В двигателях МАИ L28/32 задача регулировки угла опережения может быть решена путем разворачивания вала с находящимися на нем топливными кулачками относительно шестерни его привода (см. рис. 6-1).
Изменение угла опережения индивидуально по каждому цилиндру, когда необходимо изменить максимальное давление цикла только в рассматриваемом цилиндре, достигается путем поднятия или опускания плунжера относительно впускного отверстия в его втулке. В этом случае плунжер будет раньше или позже перекрывать это отверстие и, соответственно, начало подачи будет происходить раньше или позже. Для этого в ряде насосов предусмотрена возможность регулировать длину толкателя плунжера (пример - ТНВД двигателя SKL - рис. 7-6) или менять толщину шайб под толкателем плунжера (ТНВД двигателей Катерпиллар 3406).
Однако перечисленные методы регулировки дают результат на пределах того режима, на котором они были осуществлены. Обычно при регулировке принимается режим 100% мощности или близкий к нему. С переходом двигателя на другие режимы ранее установленный угол опережения уже не является оптимальным и требует изменения. Учитывая определенную трудоемкость операции перерегулировки, к тому же требующей остановки двигателя, к ней прибегают крайне редко.
Фирма Катерпиллар для своих быстроходных двигателей разработала способ (рис. 6-2), обеспечивающий автоматическое изменение угла опережения при изменении скорости вращения. Это достигается путем разворота кулачкового валика топливного насоса блочного типа при изменении центробежной силы дополнительной массы 4, вмонтированной в фланец кулачкового вала. Ведущая шестерня 5 соединена с валом ТІІВД через систему, включающую грузик 2, ползун 4 и фланец 1. Центробежная сила, возникающая при вращении шестерни, при увеличении скорости вращения вала, преодолевая пружину 3. двигает грузик по ползуну 4 и, поскольку последний расположен под углом то он разворачивает фланец и соединенный с ним кулачковый вал на небольшой угол в сторону увеличения опережения. При уменьшении оборотов центробежная сила уменьшается, грузик под действием пружины движется к центру и ползун разворачивает фланец и кулачковый вал в обратную сторону - в сторону уменьшения опережения.
6.1. Системы VIT
При переходе двигателей на режимы с нагрузкой 75-85% отмечается падение максимального давления в цилиндрах, что приводит к увеличению удельного расхода топлива. Чтобы сохранить на этих режимах Р, на уровне номинального режима двигателестроители прибегают к системам VIT (Variable injection timing - изменяемый угол опережения), которые позволяют автоматически менять угол опережения. В золотниковых ТНВД со смешанным регулированием эта задача была решена путем придания верхней и нижней отсечным кромкам ступенчатой формы (см. рис. 6-4). Это решение было применено в малооборотных двигателях фирмой Бурмейстер и Вайн - 6L45GFCA и фирмой MAN в KZ70/120E, KSZ75/125B.
Рис. 6-4. Ступенчатая форма верхней кромки плунжера ТНВД.
Позднее это решение было перенесено на современные двигатели 35 и 42 LМС, и среднеоборотные двигатели L32,40,48 и 58. На рисунке приведена развертка верхней части плунжера с модернизированной формой отсечных кромок. Конфигурация верхней кромки А-В-С-D-Е определяет угол начала подачи, а нижняя кромка F-G-Н управляет углом конца подачи.
Расстояние между кромками по вертикали определяет величину активного хода плунжера hа. При работе двигателя на режиме полного хода величина угла опережения определяется горизонтальным участком кромки А-В. При переходе на режим пониженной нагрузки - 85% плунжер относительно впускного отверстия разворачивается на меньшее hа, и подходит под отверстие поднимающимся участком В-С, благодаря этому отверстие во втулке перекрывается плунжером раньше. Угол опережения увеличивается, позволяя сохранить максимальное давление в цилиндре на прежнем уровне. На протяжении участка С-D этот увеличенный угол опережения впрыска не меняется, что позволяет сохранять максимальное давление цикла (см. кривые Рмакс). Лишь при дальнейшем снижении нагрузки двигателя опережение уменьшается. Внизу рисунка дано сопоставление кривых удельного расхода топлива ge для традиционного плунжера и варианта со ступенчатым изменением угла опережения. Выигрыш в расходе топлива на нагрузке 80% превышает 2,5%.
6.1.1. Система VIT двигателей МАН-Б.В. L-MC
Фирма МАН-Б.В. в мощных малооборотных двигателях LM-C с диаметрами цилиндров больше 42 мм в насосах золотникового типа с регулированием по концу подачи (рис. 6-5) проблему изменения угла опережения решила путем аксиального смещения плунжерной втулки.
Начало подачи (угол опережения) изменяется путем аксиального перемещения втулки 2 относительно плунжера 1 с использованием приве-денного ниже механизма VIT, либо - разворотом топливного кулачка. Для изменения величины подачи топлива меняется момент открытия плунжером отсечного отверстия путем разворота плунжера.
Для реализации отмеченных регулировок используются две рейки, верхняя приводится в действие механизмом VIT и управляет переме¬щением втулки плунжера, а нижняя управляет разворотом плунжера (рис. 6-6).
На рисунке показаны впускное и отсечное отверстия 3, впускной клапан 5 и клапан 4 оста¬нова - прекращения подачи топлива в форсунки. Над клапаном находится пневмо - цилиндр, свя¬занный с пневматической системой управления двигателем. При команде «стоп» сжатый воздух поступает в пневмо-цилиндр, его поршень опу¬скается и прекращает подачу топлива. Последнее вместо форсунок направляется обратно в корпус ТНВД. Клапан 4 также активируется при по¬ступлении аварийного сигнала о переполнении цистерны при появлении утечек в ТНВД.
При опускании втулки (Рис.6-6) плунжер 2 раньше перекрывает впускные отверстия, а это приводит к увеличению угла опережения и на¬
оборот. Перемещение втулки обеспечивается имеющейся на ее наружной поверхности винтовой резьбой, входящей в зацепление с поворотной втулкой 3 и рейкой 4, совмещенной с датчиком положения. В систему управления рейкой 4 входят три элемента: вал 10, связанный с управля¬ющим валиком регулятора частоты вращения, клапан управления 12 и перемещающий рейку 4 пневматический исполнительный сервоцилиндр 14. Рабочий воздух поступает в клапан по трубопроводу под давлением Р^, =5,102КПа направляется к сервоцилиндру 14. Входное воздействие на изменение цикловой подачи и угла опережения осуществляется от управ-ляющего валика регулятора частоты вращения 10, который через рычаг 9 воздействует на рейку 6 и поворотную зубчатую втулку 5, осущест¬вляющую поворот плунжера при изменении цикловой подачи. Входное воздействие на положение управляющего клапана (VIT) 12 осуществля¬ется через рычаг 11 и шарнирную тягу 13. Таким образом, активный ход плунжера (цикловая подача) и угол опережения впрыска в этой систе.не взаимосвязаны программой, заложенной в регулятор оборотов двигателя. Изменение нагрузки (цикловой подачи) в соответствии с программой
Рис. 6-6. Механизм VIT в двигателях МАН-БВ LM-C
сопровождается
Для индивидуальной подрегулировки параметров <рт1„и h>1(T, необхо-димость в которой возникает при изменении показателей воспламеняе¬мости топлива прибегают к изменению положения штока управляющего клапана 12.
Преимущество системЬ1 У1Т,за- устройство ключающееся в снижении расходов
топлива на частичных нагрузках на 2,5-4 г/кВт.час, является несо¬мненным, но нельзя не признать и отрицательного воздействия VIT на надежность двигателя. Осу¬ществляемое VIT увеличение угла опережения впрыска топлива на на¬грузках менее 80% вызывает жесткое сгорание топлива, отношение Рмм< к Рс увеличивается и это не может не оказывать отрицательного влияния на работоспособность подшипников. Поэтому в ряде случаев, когда отме¬чается увеличение жесткости работы двигателя, есть смысл пожертвовать выигрышем в экономичности и VIT отключать.
Проверка и регулировка начала подачи
Подготовительные операции:
• Установить топливную рейку в положение максимальной подачи, демонтировать размещенный на на¬сосе клапан останова двигателя 4 и установить мерительное устройство (см. рис. 6-7).
Рис. 6 7. Измерения хода плунжера. * Повернуть вал двигателя в
положение ВМТ проверяемого цилиндра.
• Опустить измерительный стержень до соприкосновения с плунже¬ром, при этом опорные боковые ноги устройства должны упереться в верхний торец втулки.
• Зафиксировать по шкале измерительной рейки цифру, которая и определит значение «а» в мм (с учетом знака). Оно представляет собой расстояние от положения, при котором плунжер перекрывает отсечные отверстия до положения, соответствующего нахождению поршня цилиндра в ВМТ.
Одновременно записывается индекс топливной рейки.
Размер «с► определяется как расстояние в мм от крайнего нижнего положения плунжера до прихода его в верхнее положение, соответству¬ющее приходу поршня цилиндра в ВМТ. Для определения «с» нужно зафиксировать положение плунжера в ВМТ поршня рабочего цилин¬дра и проворачивать вал двигателя до момента прихода плунжера в НМТ (ролик толкателя плунжера выходит на цилиндрическую часть топливного кулака). Пройденное плунжером расстояние и определит величину «с*.
Расстояние «Ь» определяется как ход плунжера от его НМТ до пере¬крытия плунжером отсечного отверстия.
В общем случае с ~ а - Ь.
Пример: при измерении получено а “ -*-12; Ь * -5
с - а - Ь - +12 - (-5) - 17 мм.
Величина «с» задается как установочная в заводских протоколах, с ней и следует сравнивать полученный результат. Расхождение измерен¬ных значений с установочными свидетельствует о допущенном в процессе эксплуатации смещениях втулки плунжера по высоте или топливного кулачка. В случае расхождения нужно разворачивать топливный кулачек или изменять положение втулки плунжера по высоте, используя талреп 8 на рейке управления углом опережения (см. рис. 6-6). Для увеличения «а» и «Ь» и, соответственно, - опережения и Рмакс, поверните кулак вперед. Для уменьшения «а и Ь» (опережения) поверните кулак назад (против вращения). К осевому смещению втулки плунжера прибегают при необходимости регулирования макси.иалъного давления сгорания в одном цилиндре. Это достигается осевым смещением втулки плунжера путем изменения индекса рейки, управляющей углом опережения (рис. 6-6, талреп 8). Для увеличения максимального давления газов в цилиндре
увеличивайте «а» путем увеличения индекса рейки. Снижение Р^. достигается уменьшением «а* путем уменьшения индекса рейки.
Изменение индекса на 1 меняет «а* на 1 мм и Рдакс на 0,3-0,4 МПА.
Информация о работе Методы регулирования угла опережения подачи топлива