Z E S Z Y T Y N A U K O W E P O L I T E C H N I K I Ś L Ą S K I E J Seria: T R A N S P O R T z . 9
________ 1989 N r kol. 952
A l e k s a n d e r U1JYSZ
K I E R U N K I R O Z W O J U A P A R A T U R Y W T R Y S K O W E J S I L N I K Ó W ZS ( część i)
S t r e s z o z e n l e . W a rtykule p r z e d s t a w i o n o p r z y j ę t y p rz ez autora p o d z i a ł k i e r u n k ó w r o z w o j u s y s t e m ó w z a s i l a n i a s i l n i k ó w ZS oraz o m ó w i o n o n a j w a ż n i e j s z e k i e r u n k i b a d a ń (p oparte przy kł ad a mi ), m a j ą c y c h n a o e l u p o p r a w ę p a r a m e t r ó w w t r y s k u a p a r a t u r y w t r y s k o w e j (a w).
W c z ę ś c i tej p r z e d s t a w i o n o rozw ią z an ia , m a ją ce n a c e l u poprawę p a r a m e t r ó w p r a c y u k ł a d ó w w t r y s k o w y c h n a drodz e o pt ym a l i z a c j i k o n s t r u k cj i p o s z o z e g ó l n y o h zespołów. W o e l u p e ł n i e j s z e g o n a ś w i e t l e n i a z a g a d n i e ń r o z w o j u a p a r a t u r y w t r y s k o w e j opi sa no a kt u alnie w świecie p r z y j ę t e i n a j o z ę ś c i e j u ż y w a n e k r y t e r i a o c e n y w a l o r ó w e k s p l o a t a c y j n y c h AW.
O b e c ni e s y s t e m y ż a s i a l a n i a s i l n i k ó w ZS są p r z e d m i o t e m z a i n t e r e s o w a n i a w i e l u p r z o d u j ą o y o h w i c h p r o d u k c j i firm o ś wi atowej r e n o mie. U d o s k o n a l a n i e k o n s t r u k c j i p o s z c z e g ó l n y c h w ę z ł ó w s y s t e m ó w z a s i l a n i a jest w y m u s z o n e c ią gl e z a o s t r z a j ą c y m i się norm am i , d o t y c z ą cymi! z m n i e j s z e n i a z a w a r t o ś c i su b st a n c j i to k sycznych w s p a l i n ac h silnika. Pr ze ds t a w i o n e w tej o z ę ś o i r o z w i ą z a n i a i k i e ru n ki ba d ań w w i e l u p r z y p a d k a c h m o g ą być w y k o r z y s t a n e w p r z e m y ś l e krajowym.
U j a w n i a j ą one w y s t ę p u j ą o e b r a k i i n i e d o m a g a n i a w p r o du k ow an ej u nas AW.
D e c y d u j ą c y w p ł y w n a jakość w s k a ź n i k ó w e k s p l o a t a c y j n y c h s i l n i k ó w .0 za
p ło ni e s a m o c z y n n y m (ZS) ma, p o z a p o z i o m e m t e o h n o l o g i c z n y m w y k o n a n i a s i l nika, s y s t e m zasilania, a ściślej, u k ł a d w t r y s k o w y i u k ł a d r e g u l a c y j n y
tego systemu. P o s z o z o g ó l n e z e s p o ł y obu u k ł a d ó w w d e c y d u j ą c y s posób w p ł y wają n a ja kość p r o c e s u r oboczego, a tym sa m ym n a t a k w a ż n e w skaźniki, Jak J ed no s tk ow e z u ż y oi e p a l i w a i t o ks yc zn o ść g a z ó w w y l o t o w y c h silnika.
P race n a d r o z w o j e m a p a r a t u r y w t r y s k o w e j (AW) s i l n i k ó w ZS m o ż n a p o d z i e lić n a n a s t ę p u j ą c o kierunki:
a) o p t y m a l i z a c j a k o n s t u r k c j i - 00 n a j m n i e j dwu z e s p o ł ó w AW, - z e s p o ł u tłoczącego,
- wt r ys k i w a o z y ,
- r e g u l a t o r ó w o b r o t ó w lub innego n ie w y m i e n i o n e g o wyżej z e sp oł u b) e l e k t r o n i o z n e s y s t e m y s t e r o w a n i a w t r y s k i e m ze sterowaniem:
- we w t r y s k i w a o z u , - n a tłoczeniu,
- w r e g u l a t o r z e i w p r z e s t a w i a c z u wtrysku, o) inne u k ł a d y wtryskowe.
A. Ubysz
V yA ej p r z e d s t a w i o n y p o d zi ał k i e r u n k ó w r o z w o j u Ali jest n i e w ą t p l i w i e dyskusyjny, tyr.t n iemniej w yo z or pu jo w i ę k s zo ść w d r a ż a n y o h lub r o z p r a c o w y w an y ch w s p ół c ze śn ie rozwiązali.
1. K r y t e r i a o c e n y i warunki p r a c y a p a r a t u r y w tr y sk ow ej s i l n i k ó w ZS
S i l n i k ZS dla każd eg o p u n k t u p o l a pracy, w o k r e ś l o n y o h warunka ch , ma optymalne wart oś c i n a s t ę p u j ą c y c h p a r a m e t r ó w wtrysku:
- kąta w y p r z e d z e n i a wtrysku,
- w i e l ko śc i dawki i d o k ła d no śo i d a w k o w a n i a p a l i w a do p o s z c z e g ó l n y o h c y l i nd r ów silnika,
- oz a su trwania wtrysku,
- średniego i ma ks y m a l n e g o c i ś n i e n i a wtrysku,
P oz a tymi pa ra me t r a m i o p ty ma ln e p o w i n n y być: sto p ie ń r o z p y l e n i a p a l i w a w komorze spalania, kszt ał t i z a s i ę g w t r y s k i w a n e j strugi.
Obecnie n a j w i ę k s z ą wagę p r z y k ł a d a się do do kł a d n o ś c i r e g u l a o j i w i e l k o ś ci dawki p a l i w a wt r ys k i w a n e j do p o s z c z e g ó l n y c h c y l i n d r ó w oraz k ą t a w y p r z e d z e n i a w t r y s k u [ 8 j . O p ra co wa n o dotych c za s w ie le b a r d z i e j lub mn ie j d o k ł a d n y c h u k ł a d ó w re gu l ac ji tych p a r a m e t r ó w wtrysku, co w w i ę k s z o ś c i p r z y p a d ków dało zauwa ża ln ą p o p ra wę p a r a m e t r ó w p r a c y silnika.
N i e umiej w a ż n y m d l a efekt yw n ej p r a c y s i l n i k a ZS jest czas oraz p r z e b i e g c i ś n i e n i a wtrysku. Z d o t y c h c z a s o w y c h b a d a ń wynika, Ze skr óc e ni e c z a su w t r y s k u n a jc zę ś c i e j p o p r a w i a jakość p r o c e s u r ob oc z e g o k o s z t e m jego skrócenia, c zy li w z r o s t u "twardości" p r a c y silnika. O b n i ż a n i e "twardości"
p r o c e s u r o bo cz eg o p o p rz oz st os o wa ni e w t r y s k u d wu fa z ow eg o ^5j p o c i ą g a za sobą, w r o z w i ą z a n i a c h z k l a s y o z n y m u k ł a d e m w t r y s k o w y m , p o g o r s z e n i e p r o c e su w t r y s k u paliwa, a tym samym i p r o c e s u spalania.
J e d n ym z w a ż n i e j s z y c h p a r a m e t r ó w o k r e ś l a j ą c y c h p r z e b i e g w t r y s k u p a l i w a jest środnie ci śn i en ie wtrysku. W y s ok i e c iś ni e n i e o t w a r c i a w t r y s k i w a o z a ni c g w a r a n t u j e o t r z y m a n i a w y s o k i e g o śr ed niego c i ś n i e n i a wtrysku, co p o k a zano n a rys. 1, W r o z w i ą z a n i a c h u k ł a d ó w w t r y s k o w y c h o zna cz ne j objętości szkodliwej i z w t r y s k i w a c z a m i o d z i a ł a n i u r ó ż n i c o w y m ilor az ś r e d n ie go c i ś n i e n i a w t r y s k u i c i ś n i e n i a ma k sy malnego, tzw. v s k a ź n i k u e f e k t y w n o ś c i u kł ad u w tr ys kowego, mo ż e w y n os ić 0,3 - 0 ,2 5 [ 1]» Znaczne obn i że ni e tego w s k a ź n i k a p o w o du je s t os u nk ow o w o l n y w z r o s t c i ś n i e n i a n a p o c z ą t k u i jego w o l n y s p a de k w k o ń c u wtrysku. W w i e l u p r a c a c h b a da wc zy c h, p o ś w i ę c o n y c h p oprawie w a r u n k ó w o t w a r c i a i z am kn i ę c i a i g ł y rozpyl ac za , k ł ad zi e się duż y n ac is k n a sk ró cenie c za su o t w a r c i a i z a m k n i ę c i a igły, gdy ż w tym czasie, p r z y n i e w i e l k i m p r z e k r o j u przepł yw u, n a s t ę p u j e znac z ne p o g o r s z e n i e w a r u n kó w w t r y s k u paliwa.
Kierunki rozwoju aparatury,, 39
U y s , 1. V y k re s p r z e b i e g u o l ś n i e n i a w t r y s k u i w z n i o s u igł y r o z p y l a c z a dla s i l n i k a ZS z t u r b o d o ł a d o w a n i e m i otwa rt ą k o mo rą spalania:
3 - okros wtrysku, U - n a d w y ż k a śre dn i eg o ci śni oni a w t r y s k u nad środnini c i ś n i e n i e m s p r ę ż a n i a i s p a l a n i a v c z a s i e jego trwania (5)
Fic« 1« D i a g r a m of the i n j e ct io n p r e s su re and lift of the s p r a y no zzle needle f or diesel engine w i t h turbosupercliarging. and ope n c o m b u s t i o n c h a m
ber:
3 - i n j e c t i o n period, 4 - surplus of the i n j e c t i o n m e a n p r e ss u re ov er mean p r es s u r e of c o m p r e s s i o n and c o m b u s t i o n d u r i n g its p e r si st en c e
(5)
Z w i e l k o ś c i ą w z n i o s u igł y r o z p y l a c z a z w i ą z a n y jest ilora z c h a r a k t e r y s tyki p r z e p ł y w u p r z e k r o j u pod igłą i w o t w o r a c h w y l o t o w y c h z rozpylacza.
Aby zapenić d ob ro r o z p y l a n i e p a l i w a w k o m or z o spalania, ilor az ten w c z a sie t r w an i a w t r y s k u n ie p o w i n i e n być niniejszy od jedności.
P a r a m e t r e m o c e n i a j ą c y m o o o h y k o n s t r u k c y j n e r o z p y l a c z y jest iloraz średnicy p ow i er z c h n i p r o w a d z ą c e j i g l i c y do ś r e d n i c y m a k s y m a l n e j st ożka powi er zc h ni za my k a j ą c e j rozpylacz. P a r a m e t r ten m a we w t r y s k l w a c z a c h klas yc z ny ch b e z p o ś r e d n i w p ł y w n a s t o s u n e k c i ś n i e n i a ot wa r c i a do c i ś n i e n i a zamknięcia wtry s ki wa cz a . A b y z mn i ej s z y ć n i e k o r z y s t n y s p a d e k c i ś n i e n i a Zamknięcia w z g l ę d e m c i ś n i e n i a o t w a r c i a w tr ys k i w a c z a , n a l e ż a ł o b y do m i n i mum zm n ie j s z y ć ś rednicę p o w i e r z c h n i zamy k aj ąc ej rozpylacz. J e d n a k z d r u giej s t r o n y n a l e ż y brać p o d u w a g ę d o p u s z c z a l n e n a c i s k i i g ł y n a gniazdo, co n a d u ż y w p ł y w n a nieza%łodną pracę rozpylacza. We w s p ó ł c z e s n y c h r o z
A. Ubysz
p yl no z no 1\ kowron.cjonnln.ych ilor az p o w y ż s z y c h średnic c h n r n k t e r y s t y c z n y o h wystv-pujo w p r z o d z i a l e 1,7 - 3,8. U y ż s z e w a r t o ś c i n a j o z ę ś o i o j s pr zy ja j ą s kr óc e n i u c z a 3 u trwan i a w t r y s k u , n i k o r z y s t n o g o jedynie p r z y p r a c y s i l n i k a n a biegu jałowym [^]. Czas w t r y s k u m o ż n a r ó w n io * skrócić p o p rz ez ta
icie z a bi eg i k o n s t r u k c y j n e , jak z wi ęk s ze ni e sz ty wn o śc i s p r ę ż y n y w t r y s k i w a - o z a i obn iż en i e m a s y r u c h o n y c h e l e m e n t ó w we wtryskiw a oz u.
U p ł y w p o z o s t a ł y c h p a r a m e t r ó w k o n s t r u k c y j n y c h u k ł a d ó w w t r y s k o w y c h n a p r z e b i o g w t r y s k u p a l i w a o m ó w i o n o szeroko w o bs zernej literaturze s p e c j a listycznej [s].
W a l o r y e k s p l o a ta cy jn o s i l n i k a ZS, a także jakość p r a c y a p a r a t u r y w t r y s kowej n a j l ep i ej oddają w s k a ź n i k i p r a c y silników, z k t ó r y c h p i e r w s z y - jedn os tk o we zuży c io p a l i w a g g - w y r a ż a e k o no mi c zn oś ć p r o c e s ó w r o b o c z y c h silnika, drugi - średnie c i ś n ie n ie u ż y t e c z n e P e - o k r e ś l a jakość p r o c e su spalania. O b ec ni e p r z y ocenie s i l n i k ó w ZS n i e m ni ej w a ż n y jest s t op ie ń z a d y m i e n i a s p a l i n oraz toksyczność g a z ó w w y l o t o w y c h silnika. W o s t a tn i m 2 0 - l ec iu p o w yż s ze vskażtiiki ma ją w y r a źn ą t en dencję poprawy, b i e ż ą c y się n a świ a to wy m r y n k u pr o du ce no l m o n t u j ą s i l n i k i ZS o w t r y s k u b e z p o ś r e d n i m 0 g Q pon iż ej 200 g/kWh, jak np. 3 l l ni ki f i r m y K o m a t s u (18 9), I s u z u (19S), S t e y e r (200) i inne, podc za s g d y s i ln ik i tej k l a s y u nas w k r a j u p r o d u k o w a n e o s i ąg a ją g Q = 230 -2 8 0 g/kWh. P o w o d e m tego jest ioh p r z e s t a r za ła k o n s t r u k c j a i n i e d o t r z y m y w a n i e t e c h n o l o g i c z n y c h norin produkcji.
2. O p t y m a l i z a c j a k o ns tr u k c j i u k ł a d ó w w t r y s k o w y c h
P r z y k ł a d e m n o we go k o m p l e k s o w e g o p o d e j ś c i a do p r o b l e m u p r o j e k t o w a n i a 1 p r o d u k c j i a p a r a t u r y w t r y s k o w e j typu k l a s y c z n e g o jest f i r m a C a t e r p i l l a r E n g i ne s Division, k t ó r a d l a p r o d u k o w a n y o h p r z o z s i eb ie s i l n i k ó w ZS serii 3200, 33OO i 3*łOO u r u c h o m i ł a pr od u k c j ę r zędowej p o m p y w t r y s k o w e j nowej g e n e r a c j i i w t r y s k i w a o z y ołówkowych. O p r a c o w a n i e k o n s t r u k c j i no we j A 1/
(New S c ro ll Fu e l System) p r o w a d z o n o w g k o m p l e k s o w e g o p r o g r a m u p r o j e k t o w a n i a i w d r a ż a n i a do p r o d u k o j i n o w y c h e l e m e n t ó w i zespołów, p r z y r ó w n o c z e s n ym o p r a c o w y w a n i u n o w y c h te chnologii produk oj i. P o z w o l i ł o to zw ię k sz yó d okład no ś ć o b r ób ki e l e m e n t ó w AU, d zi ę ki c z e m u z m n i e j s z o n o p o z i o m e m it o
w anego przez n ią hałasu.
W s z y s t k i e o br ab ia n e w k a d ł u bi e p o w i e r z c h n i e u s y t u o w a n o w z g l ę d e m siebie r ó w n o l e g l e lub pod k ą t e m prostym, 00 znac z ni e u p r o ś c i ł o p r o d u k c j ę i ob
sługę pomp.
Dużo uw ag i p o ś w i ę c o n o z m n i e j s z e n i u w p ł yw u toleran c ji w y k o n a n i a e l e me n
tów 11a pracę AU.
U nowej a p a ra tu rz e w tr y sk o w e j z w i ę k s z o n o olś ni en i e w t r y s k u do 100 MPa, co w p o ł ą c z e n i u ze s k r ó c o n y m c z a s e m w t r y s k u p o z w a l a n a z m n i e j s z e n i e tok- sy o zn oś ci spalin do p o z i o m u n o r m p e r s p e k t y w i c z n y c h (wg E Pa)..
Kierunki rozwoju aparatury..
V wynilcu w z r o s t u c i ś n i e n i a w t r y s k u z wi ę ks z o n o w y m i a r y n aj ba r d z i e j ob
c i ą ż on y ch e l e m e n t ó w p o m p y wtry s ko we j. W oelu w y e l i m i n o w a n i a erozji ścia
n ek k a d ł u b a p o m p y n a p r z e c i w o t w or ó w zasilają c yc h, k a d ł u b w y k o na no z że li wa szarego. D o p r o w a d z i ł o to do z m n i e j s z e n i a n a p r ę ż e ń w el em e n t a c h pompy, a to do w z r o s t u n i e z a w o d n o ś c i i c h pracy.
Z ę b a t a p o m p a z a s i l a j ą c a ,u m i e s z c z o n a n a p om p ie w tr yskowej, p od aj e pa
liwo do k o l e k t o r a p o m p y p r z e z fi lt r do kł a d n e g o o c z y s z c z a n i a a na logicznie do s y s te m u FM (przepływowego), co z a p o b i e g a w y k o r z y stywaniu tego samego p aliwa w k o l e j n y c h c y k l a c h tłoczenia, bez u p r z e d n i e g o jego p r z e f il tr ow a - nia.
Hydroraechaniczny, w i e l o z a k r e s o w y r e g u l a t o r p r ę d k oś c i z a p e w n i a u t r z y m a nie s t o p n i a n i e j e d n o s t a j n o ś c i p r ę d k o ś c i ob r otowej w p r ze dz i a l e 3 - 10?C.
P a r a m e t r y p r a c y a u t o m a t y c z n e g o p r z e s t a w i a c z a w t r y s k u n o w e j k o n st ru kc j i zapewniają o p t y m a l n y kąt w y p r z e d z e n i a w t r y s k u dla p e ł n eg o z a kr es u p r ę d kości obr ot ow e j silnika.
P r z y o p r a c o w a n i u k o n s t r u k c j i w t r y s k i w a c z y o ł ó w k o w y c h w y k o r z y s t a n o m e todę e l e m e n t ó w skończonych, co p o z w o l i ł o do m a k s i m u m z o pt ym a l i z o w a ć ich w y m i a r y i masę. W y e l i m i n o w a n o w n i c h p r z e w ó d przelewowy.
W ce lu o b n i ż e n i a do m i n i m u m c e n y jednostkowej z e s p o ł ó w n i e m n i ej sz ą wagę zwr óc on o n a techn o lo gi ę p r o d u k c j i e l e m e n t ó w n o w e g o s y st em u z a s i la n ia
[ 1 2 ] .
3. O p t y m a l i z a c j a u k ł a d u w t r y s k o w e g o n a tł oc ze n iu
P oniewa* w n i e e l e k t r o n i c z n y c h u k ł a d a c h s t e r o w a n i a w t r y s k i e m n i e da się oddzielić fimk cj i t ł o c ze ni a od s t e r o w a n i a wtryski em , istnieją, popr ze z oddziaływanie n a z e sp ół tłoozący, dwie drogi p o p r a w y p a r a m e t r ó w wtrysku:
- re gu l a c j a p a r a m e t r ó w w t r y s k u pr ze z z m ianę c e o h k o n s t r u k c y j n y c h e l e m e n tów d e c y d u j ą c y c h b e z p o ś r e d n i o o tł oc z en iu (krzywka, g ł ó w k a tłoka, skok t ł o k a ) ,
- zwię ks ze n ie ko nt r o l i z j a w i s k h y d r o d y n a m i c z n y c h w u k ł a d z i e wys ok ie g o ciśnienia.
U kl as y c z n e j PV p r z e z o dp o wi ed ni e u s z k t a ł t o w a n i e z a r y s u krzy wk i w s p ó ł pracującej z p o p y e h a c z e m m o Z n a p r z e p r o w a d z i ć w t r y s k d w u f a z o w y paliwa, dzięki c z e m u p o p r a w i a się n i e kt ó re w s k a ź n i k i p r a c y s i l n i k a ZS [5].
Pr zy s t e r o w a n i u p r z e b i e g i e m tł oc ze n ia istnieje wiele r o z w i ą z a ń k o n s trukcyjnych g łówki t łoka e l e m e n t u tłoczącego, d a j ąc yc h róine p rz ebiegi tłoczenia paliwa:
~ stały początek, z m i e n n y k onieo tłoczenia,
~ zmien ny początek, s t a ł y k o ni e c tłoczenia,
“ zmien n y p o c z ą t e k i z m i e n n y konie c tłoczenia.
A, Ubysz
Rys, 2. R o z w i n i ę t e k ra wę d z i e ste ru j ąc e dw u r o d z a j ó w t ło kó w s ekcji t ło c zą c y c h s i l n i k a ZS z w y ł ą c z a n y m i o y li nd r a m i (a) i g ł ó w k a tłoka o p ó ź n i a j ą c a
w t r y s k p a l i w a ze w z r o s t e m tłoczonej dawki (b):
1 - k r a wę dź s t e r u j ą c a i o d p o w i a d a j ą c a joj c h a r a k t e r y s t y k a s t e r o w a n i a daw ką, 2 - krawę dź s t e r u j ą c a w c z e ś ni ej w y ł ą c z a j ą c y c h w t r y s k s ekcji tłoczących Fig. 2. E x p a n d e d c o n t r o l edges of two kinds of p i s to ns of the di esel en
gine p r e s s i n g assemb l ie s w i t h switellable cy l inders (a) a nd p i s t o n hea d d e l a y i n g fuel i n j e ct i on as the press e d fuel ch arge in creases ( b ) : 1 - kont ro l edge and c o r r e s p o n d i n g c h a r a c t e r i s t i c of the fuel c h ar ge c o n trol, 2 - c o n t r ol edge of the p r e s s i n g a s se mb l ie s s w i t c h i n g off the • in
jection e a r l i e r
D w a w y b ra ne r o z w i ą z a n i a k s z t a ł t u gł ówki t łoka p r z e d s t a w i o n o n a rys. 2 [i]. R o z w i ą z a n i e n a rys. 2a, s t o s ow a ne w s i l n i k u w i e l o o y l i n d r o w y m , u m o ż liwia wy łą c z e n i e d a w k o w a n i a p a l i w a do w y b r a n y o h c y l i n d r ó w p r z y p r a c y s i l n i k a n a m a ł y m obciążeniu. R o z w i ą z a n i e takie sp o wo d o w a ł o ob n iżenie z a w a r
tości w ę g l o w o d o r ó w w g a z a c h w y l o t o w y c h i w z r o s t e k o n o m i c z n o ś c i silnika.
Celowe w yd aj ą się więc p race n a d u s u n i ę c i e m dosyć istotnej w a d y tego r o z wiązania, a m i a n o w i c i e s k o k o w y s p a d e k m o m e n t u o b r ot ow eg o s i l ni ka w w y n i k u od ł ąc z e n i a z p r a c y częś ci c y l i n d r ó w b ez r ó w n o c z e s n e g o z w i ę k s z e n i a dawki w o y l i n d r a o h pracujących.
R o z w i ą z a n i e p r z e d s t a w i o n o n a rys. 2b p o z w a l a p r z y w z r a s t a j ą c e j dawce w tr ys k i w a n o g o p a l i w a n a z m n ie js ze n ie k ą t a w y p r z e d z e n i a wtrysku, z w y j ą t k i e m dawki rozruchowej.
Kierunki rozwoju aparatury.
.. ostatnich latach w ro/.dziclaczoi.ycli typu i>PA opracowano kilką interesujących rozwiązań s torowania wiolkośoią dawki paliza, un leznleżni »«- jąoyoh joj wielkość oñ prędkości obrotowej silnika* -edno i ciekawszych .rozwiązań przedstawiono im rvr., , ¿plzio wie lico i 6 dra« ki z «leży wyłącznie
od położenia popyohucza* ¡Jziyki takiemu rozwiązaniu p r z e b i o p r ę d k o ś c i o m ej churnktorystyki dawkowania n:.'.o .‘¡»a f wraz ze wzrostem prędkości obrotowej silnika, tendencji wzrostu D O .
a .
Rys. 3. R o zw ią z a n i e s ferowani a w i e l k o ś c i ą d aw k i w r oz d zi e l a c z e we.i poi pro wtryskowej typu í)PÁ, z n p o w 4 aj >c u u n i e z a l e ż n i e n i e dawki od p r ę d k oś c i o b r o
towej silnika:
i - tłok z skośnym wycięciom 2, 2 - ogranicznik «koku, 3 - spry^yr.a, U drążek przosuv?iy, 3 - rozdzielacz, L - korpus porpy, 7 - walok napędowy,
8 - popychaćs: do regulacji wie lk oś c i dawki, 9 - osłonę
^ie. 3. S o l ú ti o n oí* the 1- «*1 charg e aniount c o n t r o l in tho u r A type* distri- i n j e c t i o n p u m p rendoriti;; tho c h a r g e I nd ependent on tho engine spoed:
1 - p i s t ó n wi t k n s’e'< ut - .'-;t 7, Í? - stroke linitor, 3 - spr.iur;, iíViciable rod, 5 - distr i r.utor, ? - p u m p housing, 7 - drivo shaft, -7 - o t :
f o l i o w er to r 'ha-*yc aj.iour t ad/m.: f*vont, 9 - scr<jor.
A. Ubysz
T r w a ł a t e n d en cj a z w i ę k s z a n i a c i ś n i e n i a w t r y s k u w s i l n ik ac h ZS p r o w a d z i do n i e k o n t r o l o w a n y c h z j a w i s k hydrodyn a mi cz ny c h, w y s t ę p u j ą o y c h w ob ję tości szkodliwej u k ła du w tr y skowego, co u j e m n ie w p ł y w a n a w s k a ź n i k i p r a c y sil
nika.
V c el u u s t a b i l i z o w a n i a c i ś n i e n i a s z c zą t ko we go w ob j ęt oś ci szkodliwej z a p r op on o wa no n a s t ę p u j ą c ą k o n st r uk cj ę z a w o r u tłoczącego (rys. <*). D o t y c h c z a s ow e ro zw iązanie, z tło cz ki e m o do i ąż a j ą c y m p o d g n i a z d e m z a w o r u tłoozą- cego, p r z y o l ś n i e n i u w t r y s k u 90 - 100 M F a jest n i e e fe kt y wn e. W n o w y m r o z w i ą z a n i u p al iw o tłoczone p r z e z tło k p r z e p ł y w a p o d o tw a r t y m z a w o r e m t łoczą
cy m i p rz e w o d a m i w ys ok i e g o ciśnienia p ły ni e do wtryski wa o za . W mom e nc ie z a k o ń c z e n i a w t r y s k u za wó r się zamyka, a odoię te p od r ó ż ny m o l ś n i e n i e m w ob ję t oś ci szkodliwej n a d z a w o re m p a l i w o p r z e p ł y w a z p o w r o t o m p r z e z k u l k o w y z a wo ro k o d c i ą ż a j ą c y (linia p r ze rywana). C i śn ienie z a m k n i ę c i a zawor- k a jest stałe, us ta wi o ne n a warto ś ć c i ś n i e n i a szczątkowego.
Rys. Z a w ó r tłoczący, o p r a c o w a n y p rz ez firmę R.Bosch, ze stałym, c i ś ni e
n i e m s z c z ą t k o w y m w p r z e w o d a c h w y s o k i e g o olśnienia: , D,,, “ m i e j s c a m o ż l i w y c h n i e s z c z e l n o ś c i w zaworze
Fig. 4. D e l i v e r y v a l v e d e s i g n e d b y R , B o s c h c o m p a n y w i t h a o o n s t a n t r e s i dual p re ss u r e in the h i g h - p r e s su re oonduits: , D^, D^ - p la oe s of
p o s s ib le leakages i n the valve
Kierunki rozwoju aparatury..
P r z e d s t a w i o n y z a wó r laa n a s t ę p u j ą o e zaletys - s tabilność w t r y s ki wa ne j dawki paliwa,
- b r a k z j a w i s k k a w i t a c j i w u k ł a d z i e w y s o k i e g o ciśnienia,
- b r a k d o t r y s k ó w p a l i w a w w y n i k u p r z e b i e g u fa li w y s o k ie go olśnienia, - w zrost n i e z a w o d n o ś c i p r a c y i ż y w o t n o ś c i r o z p y l a c z a w w y n i k u rónwo mi e r-
nej p r a c y i g ł y w gnieździć,
- l e p s z a c h a r a k t e r y s t y k a p r z y m k n i ę c i a z aw or u t ł o c z ą c e g o ,co p r z y s p i e s z a z ak oń c ze ni e w t r ys ku p a l i w a z r oz pylacza.
W yż ej p r z e d s t a w i o n y z a w ó r m a r ó w n i e ż okr eś lo n e wady, z k t ó r y o h n a j w a ż n iej s ze to:
- zwięks ze ni e ob ję t oś ci szkodliwej,
- t r ud ności z z a p e w n i e n i e m s z c z e l n o ś c i obu zaworów, - n i e w i e l k i e w yd łu ż e n i e o z a s u w t r y s k u n a ok. 0,2 5° OWK,
- n i e p r o p o r c j o n a l n e z m i a n y c h a r a k t e r y s t y k i d a w k o w a n i a p a l i w a w zależności od z m i a n y o b c i ą ż e n i a i p rę dk o ś c i ob ro to we j silnika.
O p t y m a l i z a c j a k o n s t u r k o j i w t r y s k i w a o z y
I n t e ns yw no ś ć b a d a ń n a d pop ra w ą e k s p l o a t a c y j n y c h p a r a m e t r ó w w tr y sk iw a- czy ś w i a d c z y o z n a c z n y m w p ł y w i e tego z e s p o ł u n a o s t a t e c z n y efekt p r a c y u kł a du wtryskowre g o , Szoze gó l ni e i n t e r e s u j ą c e są prace n a d p o p r a w ą k o n s trukcji r o z p y l a c z y , 1 0, 7J ,
w ię ks z o ś c i w t r y s k i w a o z y k o n w e n c j o n a l n y c h i stnieją poważ n e trudności z p r aw id ł o w y m w t r y s k i e m m a ł y c h da we k paliwa, co s po w od ow an e jest n i e w ł a ś ciwym st os u n k i e m ch ar ak t e r y s t y k i p r z e p ł y w u p r z e k r o j u p o d ig łą i w o tworach w yl ot o w y c h z rozpylacza. V co l u u s u n i ę c i a tych trudności, w siln ik u ZS z k o morą s p a l a n i a typu "M" n i e z n a c z n i e z m i e n i o n o k o ns tr u k c j ę rozpylacza, co z naoznie p o p r a w ił o c h a r a kt er y st yk ę p r z e p ł y w u w obu i nt er e s u j ą c y c h nas p rzckrojaoh. N a rys. 5 p o k a z an o r o z w i ą z a n i e d o t yc h cz as ow e (z c ha ra k t e r y s tyką prz ek r oj ów )» a n a rys. 6 p r z e d s t a w i o n o w d wu p o ł o ż e n i a c h p r a c y r o z wiązanie ulepszone.
P r z y n i e w i e l k i m wzn io s ie igły, jeśli c h od z i o m a ł ą dawkę wtr y sk iw an e go Paliwa, p a li wo w y p ł y w a z r o z p y l a c z a tylko p rz ez z m n i e j s z o n y otwór głów- hy, pon i ew aż o tw ó r d o d a t k o w y jest p r z y s ł o n i ę t y pr z e z po w ie r z c h n i ę s t oż ko wą (zamykającą) igły. N a t o m i a s t w m i a r ę w z o r s t u w t r ys k iw an ej dawki igła Podnosi się c or a z wyżej, odsła ni a ją c ot w ór dodatkowy. W y p ł y w a j ą c e z niego pod z m i e n n y m k ą t o m p a l i w o lepiej w y p e ł n i a p r z e s t r z e ń k o m o r y spalania.
P o p r a w a c h a r a k e t r y s t y k p r z e p ł y w u p a l i w a w r oz py l a c z u n o w y m d a ł a z n a cz ne e f e k t y w o b n i żo ni u t ok syczności spalin silnika, s z cz eg ó ln ie p r z y n i s
kich obciążeniach: za wa rtość C O i H C s p a d ł a o 60”S, o 10^, k o nc en trację a l d e h y d ó w ob niżono do 15—25 PPm, a z a dy mi en i e s p a l i n spadło do p ro gu w i d o c z n o ś c i (na b i e g u jałowym z aw artość HC s p a d ł a o 33/0.
A. Uh vs z
. 5. i’r r .o '.a 'o ja p r z e p ly w u o t v o r u w ylo to w o gc i s z c z o l i n y p o d i g I n Aa
•i d o t y c h c z n s .stooow anym r o z p y l a c z u s i l n i k n ZS z kom orq s p a i a n i u ty p u "M'' T iiv . 5. f lo w s e c t i o n s ol th e o u t l e t w vl p o r t A u n d e r t h e n o o d le i n the d i e s e l e n g i n e s p r a y n o z z l e w it h th e c o m b u s t io n c h a m b e r o f t h e t y p e
u s e d s o fcr
itys. C. U l e p s z o n y r o z p y l a o z s i l n i k a 2i> z komor ą sp al a n i a typu 'M" w p o ł o ż e n i u p r a c y p r z y ma łe j (rys. górny)
i pełnej dawce w t r y s k i w a n e g o p a l iw a
lig. 6. I m p r o v e d s p r a y n o z z l e of the dies o l engine with the :,t!" type c o n b i u t i o u o l m n b e r in w o r k i n g p o s i t i o n at s m a l l (upper figure) and ful l c ha rg e of the in jected
fuel
P a d a n i a nad a n a l o g i c z n y m r o z w i ą z a n i e m r oz pylacza, I-rzy z a c h o w a n i u mt- nij.ialnej objętości s t u d z i e n k i pod igłą, pr o wa dz on e są w iioskiewskioj P o l i te ch ni c e .Sfifiiocliodowo-Drogowe J [?]. V ro zp y l a c z u p r z y g o t o w y w a n y m do w a r s t w o w e g o tw orzenia m i e s z a n k i w kuli st ej h o n or z e spalani: w y k o na ne są d wu ot\-ory w tryskowe, k t ó r y c h c h n r n k e r r y s t y k n pr ze p ły wu z m ie ni a się- w miarę w z n i o s u i g ł y (patrz rys. /).
P or ów nywalne oh ar a U t e r y s tytcL p r z e p ł y w u m o ż n a r ó w ni eż u z y s k a ć w r oz p y
laczu c z o p i k o w y m z dławiki;:».
¡'ic>v.iii!ii ro/:voj-.i : puretury.
ttys. /. Schoi.ic.t doświadćzalnogo rozpylacza do koiiory spalania tyj»' orez charpktorystyki przepływu o tworów '.i'yloto./yel (b)
F i g . 7 . b ln g ro m o f the oxj:oi'i".!ontŁ -.l s p r a y - n o z z l c l o r t h s t y p e c o m-
b u s t i o n c h a u b o r >uid f o r t h e f .o w c h o r e o t e r i s t l o o f V. o o w11 o t ; { b ,
k ó w n i e ż p r z y o b j ę t o ś c i o w y m t w o r z e n i u m i e s z a n k i s t o s o w a n i e w r o z p y l a c z u lilia i o różno j c h a r a k t e r y s t y c e o t w o r ó w il P. j o, >.• razul.tto i o s k r ó ce n iu ok re
nu o p ó ź n i e n i a stuiozrjjłonu, k o r z ys t ne zmiany w jirzebiogu spalaniu. Do tej grupy r o z p y l a c z y m o ż n a z al ic z y ć p o w s z e c h n i e s t o s o w a n y r o z p y la cz l’in taux oraz wtrystciwaoz s y s t e m u P I L O T - I N J K O T I O N , w k t ó r y m r e a l i z o w a n y jest wtrydc p od wó jn y z tzw. w s t ę p n ą dawką p a l i w a [s],
W s i l n i k a c h ZS stosuje się w t r y s k i w n e z e z r o z p y l a c z e m typu zamkniętego.
Jednak w p r z y p a d k u r o z p y l a c z y o t w o r o w y c h po s k o ń c z e n i u w t r y s k u p oz ostaje pewna objęto.śó paliwa, nie z a m k n i ę t a n a d igłą rozpylaoza. Ob jętość ta, zwana st udzienką, m a stałe p oł ą c z e n i e z k o m or ą spalania, pr z ez co paliwo w niej zawa rt e raa l i n i o w y w p ł y w n a ilość w ę g l o w o d o r ó w z a w a r t y c h w s pa li nach ^5, 9J . D l at e go też w w i e l u r o z p y l a c z a o h do m i n i m u m zmni ej sz on o o b jętość Studzionki, Jedn ak c ał ko wi t e jej usuni ęc ie , jak np. w e w tr ys ki w a- ozaoh b o z s t u d z i e n k o w y o h VCO, p o wo d u j e p o g o r s z e n i e w ł a ś o i w o ś o i h y dr au li - eznyoh rozpylaoza.
A m e r y k a ń s k a f i r m a U n i t e d T e o h n o l l o g i e s D i e s e l S y s t e m o p r a c o w a ł a m a ł o g ab ar y to wy r o z p y l a c z o z o p i k o w y w i e l k o ś c i M, które go wymiary, d z ięki p r z e niesieniu p o w i e r z c h n i p ro wa d z ą o e j i g ł y do gó rnej ozęśc i k o rp us u r o z p y l a oza, zn ac z ni e z mn ie jszono. W y m i a r y tego r o z p y l a o z a są n i e z n a o z n i e m n i e j sze od w y m i a r ó w r o z p y l a o z a ot wo r o w e g o w y d ł u ż o n e g o typu D S L (D1LMK), p r o dukowanego w k r a j u (patrz rys. 8). M a ł e w y m i a r y k o ń c o w k i r o z p y l a c z a u mo żliwiają jego p r a w i d ł o w ą p raoę w s z y b k o o b r o t o w y c h s i l n i k a o h ZS, bez k onieczności e k r a n o w a n i a c ie p ln eg o p o w i e r z c h n i c z o ł ow e j rozpylaoza.
Zmniejszyła się r ó wn i eż ob ję to ś ć s z k o d l i w a wt ry sk i wa oz a, co zn ao zn ie p o prawiło c h a r a k t e r y s t y k ę w t r y s k u p a l i w a w oałyra z a k r e s i e silnika, W w y n i k u
tego w 3iln ik u ZS z k o m or ą w i r o w ą n as t ą p i ł o z n a cz n e o bn i żenie je dnostko
wego z u ż y c i a p a l i w a do 2^5 g/kKli [4].
A. Ubysz
Q . C.
Pwtr'12’6MPQ
1,0 0 h
Rys. 8. W p ł y w k o n s t r u k c j i r o z p y l a c z a c z o p i k o w e g o w i e l k o ś c i M (a) i S (b) n a wiel ko ś ć p r z y r o s t u o b j ę t oś ci szkodli w ej u k ł a d u w t r y s k o w e g o w m i a r ę
w z r o s t u s k o k u i g ł y r o z p y l a c z a (c)
Fig. 8. I nf l u e n c e of the p in tl e n o z z l e c o n s t r u c t i o n of the size M (a) a nd S (b) on m a g n i t u d e of the de tr im e n t a l v o l u m e i n c r e me nt in the i n j e c t i o n
s y s t e m tog et he r w i t h the s p r a y no z z l e n e d d l e st roke i n c re as e (o)
A n g i e l s k a f i r m a R i c a r d o C o n s u l t i n g En gi n e e r s o r p a c o w a ł a k o n s t r u k o j ę n o w e g o w t r ys ki wa c za , p r a c u j ą c e g o z tr ad yc y j n y m r o z p y l a c z e m w i el oo tworowym.
N a rys. 9 p r z e d s t a w i o n o p r z ek r ój p o d ł u ż n y tego w t r y s k i w a o z a w fazie w t r y s k u paliwa. Jego z asadę d z i a ł a n i a m o ż n a w n a j w i ę k s z y m skr óc ie p r z e d s t a wić następująco:
- w y s ok i e o l ś n ie ni e t ł oc ze ni a z P W s ł u ż y do s t e r o w a n i a p o c z ą t k i e m w t r y s k u oraz z a p e w n i e n i a o d po wi e d n i e g o c z a s u jogo trwania,
- wysokie' średnie c i ś n ie n ie w t r y s k u u z y s k a n o dzię ki s z y b k i e m u z ak o ńc z e n i u wtrysku, m o ż l i w e m u p r z y t a k r o z w i ą z a n y m s t e r o w a n i u wtrysk ie m,
- o dm i er z a n i e w i e l k o śc i d awki m o ż n a r e a l i z o w a ć p r z e z z m ia n ę c i ś n i e n i a p a l i w a w p r z e w o d z i e d o z u j ą c y m lub me ch a ni cz ni e .
K o n s t r u k c j a tego w t r y s k i w a o z a ze w z g l ę d u n a w i o l e p o w a ż n y c h usterek, w y m a g a dal sz eg o jej d o s k o n a l e n i a [i].
Udanym, szeroko s t o s o w a n y m rozwiąza n ie m, jest w tr y sk i w a c z M i c r o j o k t o r f ir my L ucas-CAV. D z i a ł a on n a zas ad zi e r ó żn i co we j, z tym żo k i e r u n e k o t w i e r a n i a się igły, zako ńc zo n ej g r z y b k i e m z am y kającym, jest p r z e c i w n y n iż we w t r y s k i w a c z a c h k o n we nc jo n al ny ch . C h a r a k t e r y z u j e się m a ł y m i w y m i a r a m i (wk rę ca n y w gnia z do n a gw in t M 14x1,25), n i e w i e l k ą ma sę (52g) oraz b r a k i e m p r z e w o d u p r z e l e w o w e g o fs].
Kierunki rozwoju aparatury..
Rys. 9 . Pr z ek ró j p o d ł u ż n y w t r y s k i w a c z a R apid S pi ll w c z a s i e w t r y s k u paliwa:
1 - ol śn i en ie zasil an ia , 2 - ci śn i en ie t ło cz e nia, 3 - c i ś n i e n i e wt rysku, h - ci śn i e n i e od
cina j ąc e w t r y s k
F i g . 9 . L o n g i t u d i n a l s e c t i o n o f t h e R a p id S p i l l i n j e c t o r d u r i n g f u e l i n j e c t i o n : 1 - f e e d p re ssure, 2 - d e l i v e r y p re ssure, 3 - i n j e c t i o n p re ssure, k - p r e s s u r e c u t t i n g off
the i n j e ct io n
5. O p t y m a l i z a o ja u k ł a d u r e g u l a o y j n o g o
U k ł a d r e g u l a c y j n y s i l n i k a ZS z a w i e r a w s ob ie z e s p ó ł sterujący, u s t a w i o n y z a z w y cz aj p r z e z operatora, n a d a j n i k p r ę d k o ś c i obrotowej, np. w p o s t ac i g ł ow io y r e gu l at or a, r e a g u j ą c y n a k a ż d ą z m i a n ę p r ę d k o ś c i o borotowej w ał u siln ik a i u k ł a d p r z e k a ź n i k o w o - w y k o n a w o z y , c z y l i z e sp ół d ż w i g i e n z c i ę g ł a mi i l i st w ą r e g u l a o y j n ą pompy.
V s z y b k o o b r o t o w y c h s i l n i k a c h ZS są s to so wa n e układy, w k t ó r y c h w s z y s t kie o z ł o n y r e g u l a o j i tworzą z w a r t y zespół, z w a n y r e g u l a t o r e m p r ę d k oś c i obrotowej: jest n i m n a j c z ę ś c i e j r e g u l a t o r b e z p o ś r e d n i e g o d z i a ł a n i a z b l o kowany z p o m p ą w tryskową.
N a d a j n i k p r ę d k o ś c i oboroto we j i u k ł a d przekaźnilcowo-wykonawczy mo g ą być w y k o n a n e w w e r s j i m e o h a n i o z n e j lub elekt ro ni c zn ej . W e rs ję p n e u m a t y c z ną i h y d r a u l i c z n ą ty ch z e s p o ł ó w stos uj e się obecn i e o or az rzadziej.
P om i mo s i ln eg o n a p o m n a u k ł a d y r e g u l a c j i s i l n i k ó w ZS e l e k t r o n i k i , r eg u la to ry m e c h a n i c z n e bę dą w k r a j u jeszcze długo stosowane. P r z y c z y n ą tego Jest z Jednej s t r o n y p o z i o m n as ze j elek tr o ni ki , a z drugiej - n i e zaprzeczalne w a l o r y r e g u l a t o r ó w me c h a n i o z n y c h . D l a t e g o też int er es u ją ce są w y n i k i b a d a ń n a d e k s p l o a t a c y j n y m i w ł a ś c i w o ś c i a m i dwu ty pó w szeroko w świocie s t o s o w a n y c h r e g u l a t o r ó w m e c h a ni c zn yc h: dwu- i w i o l o z a k r e s o w e g o .
M e t o d a m i s t a t y s t y c z n y m i oce ni a no w a r u n k i r e g u l a o j i s i l n i k a sa m ochodu ciężarovrego Karaaz p r z y jego e k s p l o a t a c j i w r u o h u m i e j s k i m i p o z a miastem.
W p r z y p a d k u z a s t o s o w a n i a w s a m oc ho dz i e o b u ty pó w regulatorów' oc eniano Położenie l i s t w y s t er uj ąc e j PV, p r ę dk oś ć o b r ot ow ą s i l n i k a i m o me n t o b r o towy, d z i a ł a j ą c y n a p ó ł o s i n apędowej.
50 A. Ubvsz
Z b a d a ń wynika, ża pojazd w y p o s a ż o n y w s i lnik z r e g u l a t o r e m 2- z ak re so - w y m i»»a niniejsze w a h a n i a m o m e n t u napęd ow eg o , n a t o m i a s t w i ę k s z e wahani.i p r ę d k o ś c i obrotowej silnika, p r z y b a r dz ie j st abilnej p r a c y l i st w y s t e r u jącej. b a d an ia w ł a ś c i w o ś c i d y n a m i c z n y c h u k ł a d u r e g u l n t o r - s i l n i k - p o j a z d wykazują, ‘¿e p r z y z m i a n a c h o b c i ą ż e n i a u k ł a d z r e g u l a t o r o m 2-zakresowyin u s t a l a po ło ż en ie r ó w n o w a g i k o s z t o m z m i a n y p r ę d k o ś c i o br otowej silnika, n nie, jak w p r z y p a d k u z regulatoi'om w i e l o z a k r e s o w y m , k o s z t e m d a w k o w a n i a paliwa. P rowadzi to c zęsto do "wyrzucania" l i s t w y steruj ą ce j n a dawkę maksymalną. E f e k t o m takiego d z i a ł a n i a r o g u l a t o r a w i e l o z a k r e s o w e g o Jest z więks zo n e w r u c h u m i e j s k i m zuż yc ie p a l i w a o ok, ó > oraz w z r o s t obc ią że ń w u kładzie p r z e n i e s i e n i a n a p ę d u samochodu, 2 tego wynika, że r e g u l a t o r w ie lo zokresowy, w p o r ó w n a n i u z k ie ro w c ą st er u j ą c y m si l ni k i e m w y p o s o ż o n y m v/ r e g u l a t o r 2-zakresowy, n i o e f e k t y i m i e d o b i e r a dawkę do o b c i ą ż e n i a s i l n i ka. V ruchu p o z a m i a s t e m r oz bi e ż n o ś c i v z u ż y c i u p a li w o i o b c i ą ż e n i u u k ł a du p r z e n i e s i e n i a n a p ę d u n i e z a r e j e s t r o w a n o £ 2 J.
H y s . 10. O p ty ma ln e c h a r a k te ry st y ki p r ę d k o ś c i o w o - r e g u l a t o r o w e dawkow a ni a p o m p w t r y s k o w y c h s i l n i k a ZS z t rz v z akre s ow ym r e g u l a t o r o m p r ę d k o ś c i o b r o
towej :
I - s t r e f a da we k rozrucho wy c h, I I - c h a r a k t e r y s t y k i m a n e w r o w e (samochodu), III - c h a r a k t e r y s t y k a p r ędkościowa, IV - ch:trnl:terystyki o b c i ą ż e ń c z ę śc io w y c h (r e g u l a t o r o w e ), V - c h a r a k t e r y s t y k i re gu l a t o r o w e m a k s y m a l n e g o z a k r e
su prędkości, V I - c h a r a k t e r y s t y k i b i e g u jał o we go siln ik a
Fig. 10. O p t im um speed - r e g u l a t o r charaetei’istics of c l o s i n g in the die
sel engine i n j e ct i on pumps w i t h throe - ra n ge r e g u l a t o r of ro t at i o n a l s p e e d :
I - s t a r t i n g charg e zone, II - car b u n d l i n g c h a r a c t e ri s ti cs , III - speed c h a r a c t e r i s t i c , I V - p a r t i a l load c h a r a c t o r i s c s ( r e g u l a t o r ones), V - regul- -or c h ar ac te r is ti cs of the speed j:u*-Ximun range, VI - c h a r a c t e r i s
tics of engine idle r u n n i n g
Kierunki, rozwoju aparatury. .. 51
P o do bn e w y n i k i o t r z y ma no p r z y p r a c y s a m o c h o d ó w c i ę ż a r o w y c h z si ln ik a mi Jaraz— 236 i K a m a z — 5320, w y p o s a ż o n y o h w o b a t y p y regulatorów. Ni es t a b i l n o ś ć dawki w s i l n i k a o h z r e g u l a t o r e m w i e l o z a k r e e o w y m jest o d o z u w a n a p rz ez oso
bę k i o r u j ą o ą p o j a z d e m w p o s t a o i "szarpania" p ojazdu, s zc ze g ó l n i e p r z y n i s ki o h p r ę d k o ś c i a c h o b o r o t o w y o h s i l n i k a i c z ę ś c i o w y c h o bciążeniach. N a tomiast r e g u l a t o r y 2— z a k r e s o w e m a j ą inn ą p o w a ż n ą wadę: tr u dności z u t r z y maniem o dp o wi e d n i e j p r ę d k o ś c i o b ro to we j s i l n i k a p r z y o b o i ą ż e n i a c h c z ę ś c i o wych, s z o z e g ó l n i e p r z y r u s z a n i u z m i e j s c a i m a n e w r o w a n i u pojazdem.
V yżej o p is a ne w a d y o b u t y p ó w r e g u l a t o r ó w w s k a z u j ą n a k on ie c z n o ś ć sto
sowania w s i l n i k a c h p o j a z d ó w s a m o o h o d o w y c h r e g u l a t o r ó w o p o ś r e d n i m d z i a łaniu, ł ą o z ą o y c h i o h zalety. N a rys. 10 p r z e d s t a w i o n o c h a r a k t e r y s t y k ę m o mentu o b r o t o w e g o s i l n i k a ZS, w k t ó r y m z a s t o s o w a n o r e g u l a t o r 3 - z a k r e s o w y
[3J . K i e r o w a n i e p o j a z d e m w y p o s a ż o n y m w s i l n i k s t e r o w a n y r e g u l a t o r e m 3-za- kr esowym jest ł a t w i e j s z e z u w a g i n a p r o s t s z ą r e g u l a c j ę p r o d u k o j i o b r o t o wej silnika, n i e d o p u s z c z a n i e do p o ś l i z g u lub z a r z u c e n i a p o j a z d u w z ł o żonych w a r u n k a c h d r o g o w y c h oraz m n i e j s z e z u ż y c i e paliwa.
Rys. 11. Pole o h a r a k t e r y s t y k r e g u l a t o r a 2 - z a kr es o we go ze s p r ę ż y n ą korek - oyjną, s t o s o w a n e g o do p o m p r o z d z i e l a o z o w y o h VB:
a - w i e l k o ś ć ś c i ś n i ę c i a s p r ę ż y n y r o zr uc ho w ej , b - w i e l ko ść ś oi śn ię o ia sprężyny p o ś r e d n i e j i s p r ę ż y n y r o z ru c h o w e j , d - w i e l k o ś ć ś c i ś n i ę c i a sprę- tyny p o ś r e d n i e j 1 s p r ę ż y n y b i e g u jałowego, f - w i e l k o ś ć ś c i ś n i ę c i a s p r ę ż y ny głównej regul at or a , s - p r z e s u n i ę o i e dozatora, e - w i e l k o ś ć ś o iś ni ęc i a
s p r ę ż y n y k or ek o y j n e j
Rig. 11. C h a r a c t e r i s t i c f i e l d of the 2 - ra ng e r e g u l a t o r w i t h c o r r e c t i o n s p r i n g u s e d f o r the d i s t r i b u t o r pumps VE:
a - c o m p r e s s i n g m a g n i t u d e of the s t a r t i n g spring, b - o o p r e s s i n g m a g n i t u d e
°f the id le r u n n i n g s p r i n g a n d s t a r t i n g spring, d - c o m p r e s s i n g m a g n it ud e sf the i n t e r m e d i a t e s ę r i n g the idle r u n n i n g speed, f - c o m p r e s s i n g m a g n i tude of the r e g u l a t o r s m a i n spring, s - b a t p h m e t e r d is l ocation, e - c o m
p r e s s i n g m a g n i t u d e of the o o r r e o t l o n s pr i ng
52 A. Ubysz
P r z y b l i ż o n ą c h a r a k t e r y s t k ę r e g u l a t o r o w ą b ę d z i e m i a ł s i l n i k z P W w s pó ł- p r a o u j ą o ą z r e g u l a t o r e m w i e l o z a k r o s o w y m o d uż y m (50-90$) s t o p n i u nie j ed no - st aj n oś ci r egulacji. E l e k t r o n i o z n y s y s t e m r egulaoji, z a p e w n i a j ą c y takie p r z e b i e g i o h a r a k t e r y s t k r e g u l a t o r o w y c h d a w k o w a n i a PW p r z e d s t a w i o n o w oz. IX tej p u b l i k a c j i [8],
l/yżej p r z e d s t a w i o n e z a s a d y do boru c h a r a k t e r y s t y k r e g u l a t o r o w y o h roz- dzie l ac zo we j P W typu VE, w s p ó ł p r a o u j ą o e J , w z a l e ż n o ś o i od zas to s ow an ia , z r e g u l a t o r e m w i e l o z a k r e s o w y m lub d w uz akresowym, m i a ł y d e c y d u j ą o y w p ł y w n a i o h przebieg. N a rys. 11 p r z e d s t a w i o n o jedną z o h a r a k t e r y s t y k d l a p o m p y V E w s p ó ł p r a o u j ą o e J z r e g u l a t o r e m 2 - zakresowym. W i d o o z n e jest duże po- d ob io ńs t wo p r z e b i e g u obu o h a r a k t e r y s t y k [13].
L I T E R A T U R A
P1 "I Da l i W.: T wo N o w e l D i e se l I n j e o t i o n Systems. S A E T e c h n. Pa p .S er .
L J n r 840272/8*1.
[2] B ł a ż e n n o w J. i in.: R a b o t a s i s t i e m y a wt om a t i c z e s k o w o r i e g u l i r o w a n i a d i z i e l i a K a m a z - 7 4 0 z dwuohrieżiranym ri eg u latorom. " A w t o m o b i l n a j a P r o m y s z le nn os t " 1985, n r 3»
B ł a ż e n n o w J . : T r i o o h r i e ż i m n y j e r i e g u l a t o r y a w t o m o b i l n y c h dwigatielej,
"A w to m o b i l n a J a Pr o ms zl en n os t" 1984, n r 8, [3 ]
M Di Ca rl o J.P., n u n t i n g B.G,i A N e w P i n t l e I n j e c t o r for I DI Diese l E n g i n e Applicat i on s. S A E T e oh n. Pa p .S er . n r 841228/84.
F5I F al kowski II., J a n i s z e w s k i T. , Ł o j e k A.: A p a r a t u r a p a l i w o w a s i ln i k ó w w ys ok op r ęż ny ch . P o r a d n i k u ż y tk ow ni k a. W K Ł W a r s z a w a 1984, oz.I.
[ćl J a n i s z e w s k i T . : R o z w ó j a p a r a t u r y p a l i wo we j w P Z L —W Z M i w kraju.
" AU TO - T e o h n i k a M o t o r y z a o y j n a " 1986, n r 9.
[7J M a l c z u k W, i in.: O r g a n i z a o j a p o d n o z y i r a z p y l i w a n i j a t o p l i w a w di- ziele s n i e s i m e t r i c z n y m r a z p o ł o ż e n i j e m f o r s t m o k S ." A w t o m o b i l n a J a Pro- m y a z l e n n o s t " 1984, n r 11.
fol' M a y n a r d A.: A N e w E l e o t r o n i c a l l y C o n t r o l l e d I n j e o t i o n P u m p f o r D i e sels.. SAE T e o h n .P ap , Se r. n r 850169/1985.
i9"|.M a z i n g M. i in.: R a z p y l i t i e l i s r o z l i c z n y m i a b j om a mi k o ł o d c a pod igłoJ i ich. w l i j a n i e n a t o ks yc z n o s t o t r a b o t a w s z y c h gazów. "Awtomo- b i l n a j a Protnyszlennost" 1983, n r 7.
N o i t z A. , Mulleih~ję. : A b g a s v e r b e s s e r u n g an M.A.N. - Fohrzeug di es e lm o- toren d u r o h g es te u e r t o E inspritzung. M T Z n r 9/1982.
S c h w a r t z R , : H i g h —p r e s s u r e I n j e o t i o n P umps w i t h E l e c t r o n i o Control. - for H e a v y - d u t y Dies el Engines. S A E T e c h n .P ap . Se r. n r 850170/1985'.
W i i s o n R. : C a t e r p i l l a r F u e l Systems R e s u l t of T e a m Effort. D i e s e l Prog. North. A m e r i c a n n r 12/1982.
F a l k ow sk i H. i in.: R e g u l a c j a p r ę d k o ś c i ob ro towej w s i l n i k a c h ZS,
" A U T O- T ec hn ik a M o t o r y z a c y j n a " 1984, n r 5.
Recenz en t : Prof. dr hab. inż. C z e s ł a w Kordziński
[
10]
M [12]
[13]
Upły nę ł o do R e d a k c j i 2 8 . 0 5. 1 9 8 7 r.
KiarunkJL rozwoju aparatury.. 53
HAIIPABJIEHHH. PA3BHTHH BnPUCKHBAMliBË AHITAPATYPU AH3EjIErf ZS (qACTb i)
P e 3 n i i e
Bcxaibe npeqcxaajieHO npHHHloe aBxopsuos Aejtemie HanpaBaeHHÎt pa3BHi*a OHcreu nataHH« ABnraxejie.ft ZS B xaiace oroaopeHH BaxHettnme HanpaB- jieHa HooaeflOBaHHtt (o npauepaMH ) Hueioqnx qejibio yjiyvmeHHe napauexpoB Bnpno- KHBanH« BnpbiCKOBoil annapaTypu (BA ). B oxoit v a c m pa6oxn npeACxaBXBHU pe
inerait, jmexiinne uejtbio yjiyRmerae napaueipoB pa6oiu BtipucKOBiix c a d e « nyieM oniHMH3aifliH KOHOipyKUHH oifleJibBux ysjioB. C si oit iiejibio flaHO onücaHHe axxyajib- Knx npHHaibix b MHpe KpHTepHeB oueHKH xateoiBa OKcnjiyaiHpyeMux BA.
B Haoxoamee BpeRH c h c t o m h n n x aK H H flBHraiejieit ZS h b j u u o x c a npequeiOM 3aHHiepeooBaHHOOXH k h o i h x nep e qo HH X (Jwpu itapa. CoBepraeHOiBoarae KOHCtpyKtptH ox^ejibKbix y3JioB raxaioineft o a ox e uu Boflexon H 3- 3a b c o paciyqHX xpeÛoBaHHtt k yueHbraeHHio KOXHae oi B a x o KO Ha ec K HX BeqecxB b BbDcnonHHX ra3ax ABHraxejia.
IIpeflCiaBJieKHHe penma n h HanpaBJiera« HccjieqoBaHHtf b o i m orax ojiyaaax Moryx 6uxb acnojib3oBaHH b npoubmaeHHoexH cxpaHH. Oh h x BcxpuBasix mteioqitecK ae- AOOTaiKH h Heacnpa BH O cx H b npoH3BoflHqHxcH yxe BA.
DIRECTIONS O F T H E D E V E L O P M E N T O F D I E S E L ENGINE I N J E C T I O N A P P A R A T U S - P A R T I
S u m m a r y
The d i v i s i o n of de ve lo p m e n t d i re ct i on s of dies el engine feed systems assumed b y the au thor has b e e n p r e s e n t e d and the m o s t im po r ta nt directions (supported b y the examples) of the r e s e a r c h a i m i n g at im pr ov e m e n t of the injection a pp ar a tu s p a r a m e t e r s ha v e b e e n d i s c us se d in the paper. I n this.
Part the s o l u ti on s hav e b e e n p r e s e n t e d that have in v i e w iraporvement of the i n j e c t i o n s y s t e m o p e r a t i o n p a r a m e t e r s b y w a y of o p t i m i z a t i o n of p a r t i cular a s s e m b l i e s' co n st ru ct i on . In o r d e r to s h o w the p r o bl em s of the in
jection a p p a ra tu s d e v e l o p m e n t in a p r o p e r light the m o s t often us ed and acoepted n o w a d a y s all ove r the w o r l d e s t i m a t i o n c r i t e r i a of o p e r a ti n g advantages of the i n j e c t i o n a pp aratus ha v e b e e n described. A t p r e se nt the diesel e n gi n e f e e d systems are the s u bj eo t of in te r es t of m a n y companies of the w o r l d fa m e t a ki ng a l e a d i n g p lace i n t he ir pr oduction.
I m p r o v i n g the c o n s t r u c t i o n of p a r t i c u l a r p oi n ts of the feed systems is forced b y the st a nd ar ds g e t t i n g m o r e a n d m o r e s h a r p e n e d and c o n c e r n i n g reduotion of toxical sub s ta nc e o o n t en t in the engine exha u st gases. The solutions and r e s e a r o h di r ec ti on s p r e s e n t e d i n this p a r t o a n b e used in demestio I n d u s t r y i n m a n y oases. T h e y r e v e a l faults' and defects I n the injection a p pa ra tu s p r o d u c e d i n our country.
