Момент впрыска топлива дизельном двигателе: Регулировка зажигания дизельного двигателя

Содержание

Опережение впрыска (Diesel)

Итак, угол опережения впрыска зависит от оборотов двигателя. Для экономии топлива, достижения высокой мощности и в плане экологии будет лучше, если этот угол опережения будет изменяться с учетом и других условий работы двигателя, таких, как величина нагрузки на двигатель, давление наддува, температура и др. Но полностью учет всех этих условий возможен только у ТНВД с электронным управлением. У обычных механических учитывается только давление топлива в корпусе ТНВД и, на более современных агрегатах, температура охлаждающей жидкости двигателя. Поршень в нижней части ТНВД перемещается в зависимости от давления топлива и через специальный стальной «палец» немного разворачивает профильную шайбу (эту же шайбу принудительно поворачивает поводок от механизма прогревного устройства). В результате волновой выступ шайбы будет раньше набегать на плунжер, и тот раньше начнет свое движение. Вся эта система была рассчитана и сделана на заводе и худо-бедно справлялась со своими обязанностями. До тех пор, пока не начался интенсивный износ. Интенсивным он стал потому, что в ТНВД  стало поступать топливо без смазки (наше «сухое» зимнее топливо, так же как и керосин, почти не содержит тяжелых фракций, которые и обеспечивают смазку всех трущихся деталей), топливо с воздухом и просто грязное топливо (с абразивом). Впрочем, обычная старость тоже делает свое дело. В результате выступ на шайбе начинает чуть позже набегать на плунжер и тот в свою очередь начинает чуть позже свое движение. Другими словами начинается более поздний впрыск. Начало этого явления выглядит так. Двигатель работает на холостом ходу и, вследствие разного износа форсунок, немного трясется. Добавляем ему оборотов. Примерно на 1000 об/мин двигатель перестает трястись и как бы замирает – работает ровненько – ровненько. Еще повышаем обороты. И вдруг в диапазоне 1500 – 2000 об/мин появляются вздрагивания. Эти вздрагивания (тряска) могут появляться как при плавном, но интенсивном, так и при медленном повышении оборотов.

Во время тряски из выхлопной трубы идет синий дым. Когда двигатель полностью прогреется, тряска в районе 1500 – 2000 об/мин исчезает. Это в самом начале развития дефекта. Потом тряска не пропадает и после прогрева двигателя. Точно такая же тряска появляется, если поднять давление впрыска на форсунках. В этом случае, если ТНВД изношен, тоже получится поздний впрыск топлива. Избавляемся мы от этого явления, повернув корпус ТНВД на более ранний впрыск. Иногда приходится доворачивать ТНВД почти до упора. Но прежде чем это сделать, послушайте работу двигателя. Когда у дизельного двигателя слишком ранний впрыск, он начинает работать более жестко (еще говорят, что у него стучат клапана). И если вы убедитесь, что оборотов за 50-100 до начала тряски эта жесткая составляющая в акустическом фоне дизеля исчезла, значит точно надо поворачивать ТНВД. Тут следует заметить, что у изношенных дизелей зазор поршень – цилиндр очень большой и поэтому они начинают работать жестко даже при абсолютно правильном угле опережения впрыска.
Использование для установки опережения впрыска стробоскопа в нашем случае не совсем оправдано. Не будем говорить о том, что стробоскопы более уверенно ловят своим микрофоном стук уже сильно изношенной форсунки. Если же форсунка  в приличном состоянии, а трубка подачи топлива закреплена штатно, лампа стробоскопа, как правило, дает сбои. Установить с помощью стробоскопа можно опережение впрыска при холостом ходе. Именно это опережение дается в технической документации. Но износ  в ТНВД неравномерный. И очень часто установив опережение по метке с помощью стробоскопа при оборотах холостого хода, мы не избавляемся от тряски на оборотах, вызванной поздней подачей топлива. Поэтому мы и рекомендуем выставлять опережение  на слух. При том износе, который имеют эксплуатируемые нами дизеля, это более приемлемый способ. Ведь только таким образом можно скомпенсировать поздний впрыск, вызванный низким давлением топлива в корпусе ТНВД из-за износа питающего насоса. Это почти то же самое, что и регулировка опережения зажигания у бензинок.
Вы можете с помощью приборов установить опережение зажигания только при оборотах холостого хода (а другого и не предлагается руководствами по ремонту), но из-за неисправности, например, центробежного регулятора, машина ехать не будет. Ясно дело, что его надо чинить или менять. Но можно, повернув трамблер, выставить на слух приемлемый угол опережения зажигания. Разница только в том, что у бензиновых двигателей критерием правильности установки опережения зажигания без использования приборов будут детонационные стуки и мощность двигателя, а у дизелей – тряска, дымность и стуки в двигателе.

Угол опережения впрыска и угол опережения подачи топлива

Топливо в двигателе сгорает не мгновенно. У дизельного двигателя наилучшие мощностные и экономические показатели работы, если топливо сгорает при нахождении поршня около верхней мертвой точки.

Чтобы обеспечить выполнение этого требования, нужно чтобы угол опережения впрыска топлива подавал его с опережением, до прихода поршня в верхнюю мертвую точку.

Величину опережения подачи топлива в дизельном двигателе, выраженную в градусах угла поворота коленчатого вала,

называют углом опережения впрыска.

У каждого дизельного двигателя, для главного режима работы, определенный угол опережения впрыска. При изменении угла опережения, снижаются мощностные и экономические показатели дизеля.

Величина угла опережения впрыска зависит от:

  • давления впрыска
  • химического состава топлива
  • температуры воздуха в конце такта сжатия
  • числа оборотов коленчатого вала дизеля
  • количества подаваемого топлива.

Оптимальные условия сгорания

Если впрыскивать топливо в цилиндр слишком рано, когда температура сжимаемого воздуха недостаточно высока, топливо будет плохо испаряться и часть его до самовоспламенения успеет осесть на стенках камеры. В этом случае горючее сгорает частично и работа дизеля ухудшается.

Кроме того, из-за начавшегося сгорания топлива повышается давление газов в камере, которые будут противодействовать движению поршня, до прихода в верхнюю мертвую точку.

Работа дизеля ухудшается также и при слишком позднем впрыске. Топливо в этом случае сгорает при такте расширения, когда скорость сгорания понижается, а поверхность соприкосновения горячих газов со стенками цилиндра увеличивается. В этом случае много тепла будет отдано в охлаждающую воду и выброшено с отработавшими газами.

Чтобы форсунка впрыскивала с требуемым опережением, топливному насосу необходимо подавать горючее еще раньше, так как от момента начала подачи топлива насосом до впрыска из форсунки проходит некоторое время.

Угол, на который повернется коленчатый вал от положения, соответствующего началу подачи топлива насосом, до положения, при котором поршень придет в верхнюю мертвую точку,

называют углом опережения подачи.

Угол опережения подачи топлива, больше угла опережения впрыска.
В конструкции топливного насоса или его привода предусматривается устройство, позволяющее изменять угол опережения подачи топлива.

Для каждого типа дизеля в зависимости от режимов работы, существуют подходящие значения угла опережения подачи топлива.



Опережение момента впрыска топлива

Наиболее важными критериями для оптимизации работы дизельного двигателя являются следующие:

  • низкая токсичность выхлопных газов;
  • низкий шум от процесса сгорания;
  • низкий удельный расход топлива.

Момент времени, в который ТНВД начинает подавать топливо, называется началом подачи (или закрывания канала). Этот момент времени подбирается в соответствии с периодом задержки воспламенения (или просто задержкой воспламенения). Они являются переменными параметрами, которые зависят от конкретного рабочего режима. Период задержки впрыска определяется как период между началом подачи и началом впрыска, а период задержки воспламенения — как период между началом впрыска и началом сгорания. Начало впрыска определяется как угол поворота коленчатого вала в области ВМТ, в которой форсунка впрыскивает топливо в камеру сгорания.

Начало сгорания определяется как момент воспламенения топливо-воздушной смеси, на который может влиять начало впрыска. У ТНВД регулировка начала подачи (закрывания канала) в зависимости от числа оборотов лучше всего осуществляется с помощью устройства опережения впрыска.

Назначение устройства опережения впрыска

Из-за того, что устройство опережения впрыска непосредственно изменяет момент начала подачи, оно может быть определено как регулятор начала подачи. Устройство опережения впрыска (называемое еще муфтой опережения впрыска) эксцентрикового типа преобразует приводной крутящий момент, поступающий к ТНВД, в то же самое время, осуществляя свои регулирующие функции. Крутящий момент, требуемый ТНВД, зависит от размера насоса, количества плунжерных пар, количества впрыскиваемого топлива, давления впрыска, диаметра плунжера и формы кулачка. Тот факт, что крутящий момент привода имеет непосредственное влияние на характеристики опережения впрыска, следует учитывать при конструировании наряду с возможной отдачей мощности.

Давление в цилиндре

Рис. Давление в цилиндре: А. Начало впрыска; В. Начало сгорания; С. Задержка воспламенения. 1. Такт впуска; 2. Такт сжатия; 3. Рабочий ход; 4. Такт выпуска ОТ-ВМТ, UT-НМТ; 5. Давление в цилиндре, бар; 6. Положение поршня.

Конструкция устройства опережения впрыска

Устройство опережения впрыска для рядного ТНВД устанавливается непосредственно на конце кулачкового вала ТНВД. В основном различаются между собой устройства опережения впрыска открытого типа и закрытого типа.

Устройство опережения впрыска закрытого типа имеет собственный резервуар для смазывающего масла, который делает устройство независимым от системы смазки двигателя.

Открытая конструкция подсоединена непосредственно к системе смазки двигателя. Корпус устройства прикреплен винтами к зубчатой шестерне, а компенсирующие и регулировочные эксцентрики установлены в корпусе так, что они свободно поворачиваются. Компенсирующие и регулировочные эксцентрики направляются штифтом, который жестко соединен с корпусом. Кроме более низкой цены, «открытый» тип имеет еще преимущество в том, что ему нужно меньше места, и он более эффективно смазывается.

Принцип работы устройства опережения впрыска

Устройство опережения впрыска приводится в движение зубчатой шестерней, которая установлена в кожухе привода газораспределительного механизма двигателя. Соединение между входом и выходом для привода (ступицей) осуществляется через блокировочные пары эксцентриковых элементов.

Наибольшие из них, регулировочные эксцентриковые элементы (4) расположены в отверстиях в стопорном диске (8), который, в свою очередь, крепится болтами к элементу привода (1). Компенсирующие эксцентриковые элементы (5) установлены в регулировочные эксцентриковые элементы (4) и направляются ими и болтом в ступицы (6). С другой стороны, болт ступицы непосредственно соединен со ступицей (2). Грузики (7) соединены с регулировочным эксцентриковым элементом и удерживаются в исходных положениях пружинами с переменной жесткостью.

Рис. а) В начальном положении; b) Низкие обороты; с) Средние обороты; d) Конечное положение при высоких оборотах; а — угол опережения впрыска.

Размеры устройства опережения впрыска

Размер устройства опережения впрыска, определяемый наружным диаметром и глубиной, в свою очередь определяет массу устанавливаемых грузиков, расстояние между центрами тяжести и возможный ход грузиков. Эти три фактора также определяют отдачу мощности и область применения.

ТНВД размера М

Рис. ТНВД размера М

Рис. 1. Нагнетательный клапан; 2. Гильза; 7. Кулачковый вал; 8. Кулачок.

ТНВД размера М является самым маленьким насосом в ряду рядных ТНВД. Он имеет корпус из легкого сплава и укреплен на двигателе с помощью фланца. Доступ к внутренней части насоса возможен после снятия пластины основания и боковой крышки, и поэтому насос размера М определяется как ТНВД открытого типа. Пиковое давление впрыска ограничивается величиной 400 бар.

После снятия боковой крышки насоса количество подаваемого топлива плунжерных пар может быть отрегулировано и установлено на одинаковом уровне. Индивидуальная регулировка осуществляется перемещением зажимных деталей на тяге управления (4).

При работе установка плунжеров насоса и вместе с ними количества подаваемого топлива регулируется тягой управления в диапазоне, определяемом конструкцией насоса. Тяга управления ТНВД размера М является круглым стальным стержнем с плоскостью, на котором установлены зажимные элементы (5) с проточками. Рычаги (3) плотно соединяются с каждой втулкой управления, а стержень, приклепанный к его концу, входит в проточку зажимного элемента тяги управления. Эта конструкция известно как рычажное управление.

Плунжеры ТНВД находятся в непосредственном контакте с роликовыми толкателями (6), а регулировка предварительного хода осуществляется подбором роликов с соответствующими диаметрами для толкателя.

Смазка ТНВД размера М осуществляется путем обычной подачи масла от двигателя. ТНВД размера М выпускается с 4,5 или 6 плунжерными парами (4-, 5- или 6-цилиндровый ТНВД) и предназначен только для дизельного топлива.

ТНВД размера А

Рис. ТНВД размера А

Рядные ТНВД размера А с большим диапазоном подачи следуют непосредственно после ТНВД размера М. Этот насос также имеет корпус из легкого сплава и может быть соединен с двигателем фланцем или на раме. ТНВД типа А также имеет «открытую» конструкцию, а гильзы (2) насоса вставлены прямо сверху в алюминиевый корпус, причем нагнетательный клапан (1) в сборе запрессован в корпус ТНВД с помощью держателя клапана. Давление уплотнения, которое намного больше гидравлического давления при подаче, должно поглощаться корпусом ТНВД. По этой причине пиковое давление впрыска ограничивается величиной 600 бар.

В отличие от ТНВД типа М, ТНВД типа А снабжен регулировочным винтом (с контргайкой) (7) в каждом роликовом толкателе (8) для установки предварительного хода.

Для регулировки количества подаваемого топлива с помощью управляющей рейки (4) ТНВД типа А, в отличие от ТНВД типа М, оснащен управлением с помощью шестерни вместо рычажного управления. Зубчатый сегмент, зажатый на втулке управления (5) плунжера, находится в зацеплении с управляющей рейкой и для регулировки плунжерных пар на одинаковую подачу фиксирующие винты нужно отпустить, а втулку управления повернуть относительно зубчатого сегмента и, таким образом, относительно управляющей рейки.

Все регулировочные работы на этом типе ТНВД должны проводиться на насосе, установленном на стенде и с открытым корпусом. Подобно ТНВД М, ТНВД типа А имеет боковую подпружиненную крышку, которую для получения доступа к внутренней части ТНВД нужно снять.

Для смазки ТНВД соединяется с системой смазки двигателя. ТНВД типа А выпускается в вариантах с числом цилиндров до 12, и, в отличие от ТНВД типа М, подходит для работы на топливах различного типа (а не только на дизельном).

ТНВД размера WM

Рис. ТНВД размера WM

Рядный ТНВД размера (типа) MW был разработан для удовлетворения потребности в повышенном давлении. ТНВД MW является рядным ТНВД закрытого типа, а его пиковое давление впрыска ограничивается величиной 900 бар. Он также имеет корпус из легкого сплава и крепится к двигателю с помощью рамы, плоского основания или фланца.

Конструкция ТНВД MW заметно отличается от конструкции ТНВД типов А и М. Основная разница состоит в использовании плунжерной пары, включающей в себя гильзу (3), нагнетательный клапан и держатель нагнетательного клапана. Она собрана вне двигателя и вставлена сверху в корпус ТНВД. На ТНВД MW держатель нагнетательного клапана вкручен непосредственно в гильзу, которая выступает вверх. Предварительный ход регулируется с помощью регулировочных шайб, которые вставляются между корпусом и гильзой с клапаном в сборе. Регулировка однородной подачи отдельных плунжерных пар производится снаружи ТНВД поворотом плунжерных пар. Фланцы крепления плунжерных пар (1) для этой цели снабжены пазами.

Рис. 1. Фланец крепления для плунжерной пары; 2. Нагнетательный клапан; 3. Гильза; 4. Плунжер; 5. Управляющая рейка; 6. Втулка управления; 7. Роликовый толкатель; 8. Кулачковый вал; 9. Кулачок.

Положение плунжера ТНВД остается неизменным, когда гильза в сборе с нагнетательным клапаном (2) поворачивается. ТНВД типа MW выпускается в версиях с числом гильз до 8 (8-цилиндровый) и подходит для различных способов крепления. Он работает на дизельном топливе, а смазка осуществляется через систему смазки двигателя.

ТНВД размера P

Рис. ТНВД размера P

Рис. 1. Нагнетательный клапан; 2. Гильза; 3. Тяга управления; 4. Втулка управления; 5. Роликовый толкатель; 6. Кулачковый вал; 7. Кулачок.

Рядный ТНВД размера (типа) Р был также разработан для обеспечения высокого пикового давления впрыска. Подобно ТНВД типа MW, он является насосом закрытого типа и крепится к двигателю с помощью основания или фланца. В случае ТНВД типа Р, сконструированных для пикового давления впрыска 850 бар, гильза (2) вставляется во фланцевую втулку, которая уже снабжена резьбой для держателя нагнетательного клапана (1). При этой версии установки гильзы сила уплотнения не дает нагрузку на корпус насоса. Регулировка предварительного хода производится так же, как и у ТНВД типа MW.

Рядные ТНВД, рассчитанные на невысокое давление впрыска, используют обычное наполнение топливной магистрали. При этом топливо проходит топливные магистрали отдельных гильз одну за другой и в направлении продольной оси ТНВД. Топливо поступает в магистраль и выходит через систему возврата топлива.

Рассматривая в качестве примера версию Р8000 ТНВД типа Р, которая разработана для давления впрыска до 1150 бар (на стороне ТНВД), этот метод наполнения может привести к избыточной разнице температуры топлива (до 40°С) внутри ТНВД между первой и последней гильзами. Так как плотность энергии топлива уменьшается с увеличением его температуры и, в результате, с увеличением обьема, то это приведет к впрыску различного количества энергии в камеры сгорания двигателя. В связи с этим такие ТНВД используют поперечное наполнение, т.е. метод, при котором топливные магистрали отдельных гильз отделяются друг от друга с помощью дросселирующих отверстий. Это означает, что они могут наполняться параллельно друг другу (под прямыми углами к продольной оси ТНВД при практически идентичных температурных условиях).

Этот ТНВД также подсоединяется к системе смазки двигателя для смазки. ТНВД типа Р также выпускается в версиях с числом гильз (цилиндров) до 12 и подходит для работы как на дизельном, так и на других топливах.

Установка момента впрыска топлива на двигателе Д-240 МТЗ 82 (80)

Часто называемое понятие « регулировка зажигания » или « установка зажигания » неприемлемо и технически неграмотна по отношению к дизельному двигателю Д-240 трактора МТЗ-80(82), учитывая, что топливо воспламеняется под действием давления в конце такта « сжатия » в распылённом состоянии. Применительно к дизельному двигателю это понятие называется — « установка впрыска топлива ». Для работы дизеля и производства вращательного момента и мощности с соответствующими техническими показателями, подача топлива синхронизируется с работой поршневой группы в тактах « сжатия » в каждом отдельном цилиндре с соответствующей повторяющейся периодичностью. Правильная наладка даёт впрыск топлива в цилиндр в определённый момент — с небольшим опережением перед верхней мёртвой точкой в такте « сжатия » рабочего цикла.

Слишком ранний впрыск нарушает тепловой баланс воздуха и воспламеняемого распылённого топлива, увеличивая время воспламенения. Результатом позднего впрыска будет неполное сгорание топлива, сопровождающееся перегревом двигателя, задымлением и потерей мощности.

Порядок регулировки

Необходимость установки впрыска возникает при замене топливного насоса высокого давления (ТНВД) или его монтаже после ремонта, а также после ремонта поршневой группы дизеля. Регулировку производят при условии исправной топливной аппаратуры, ТНВД и отрегулированном газораспределительном механизме дизеля. Процесс установки состоит из ниже описанных последовательных операций.

Установка первого цилиндра в такте « сжатия »

С правой стороны по ходу движения машины в стенке крепления двигателя к корпусу сцепления, над продольной балкой рамы трактора возле заливной горловины для масла — есть установочный щуп. Своей короткой резьбовой частью он ввёрнут в стенку крепления и длинной безрезьбовой установлен наружу.
При необходимости установки первого цилиндра в положение такта « сжатия » щуп устанавливают в отверстие, длинной частью упирая его в маховик двигателя. Медленно проворачивая коленчатый вал дизеля, находят положение, при котором щуп попадёт в отверстие на маховике и зайдёт в тело детали полностью на 4-5 см. Важно не перепутать установочное отверстие с технологическими, балансировочными сверлениями маховика, которые по своей глубине гораздо меньше. Найденное положение соответствует опережению на 26 ̊ до подхода поршня первого или четвёртого цилиндра в ВМТ. Такое положение соответствует техническим требованиям Д 240 для установки начала впрыска топлива в цилиндр в такте « сжатия ». Для определения, в каком из цилиндров в первом или четвёртом начался такт « сжатия » нужно снять клапанную крышку. Пара закрытых клапанов укажет, в каком из двух цилиндров (первом или четвёртом) начался такт « сжатия ».

Установочный щуп на Д 240

Для смены положения 1 и 4 цилиндров в тактах « сжатия » и « выхлопа » нужно провернуть колен вал на 360 ̊ до повторного совпадения отверстия со щупом. В практике, неважно, по какому цилиндру выставлять момент впрыска по 1 или 4.

Отсоединение привода насоса

Для установки синхронизации циклов работы двигателя и ТНВД нужно понимать, что соединяющий привод насоса через распределительные шестерни двигателя должен быть разъединён. Соединение привода осуществляется соединением отверстий приводной шестерни насоса 4 с регулировочными отверстиями специальной шайбы 5 по периметру через шлицевую втулку, закреплённую на валу насоса. Доступ к приводу осуществляется вскрытием передней крышки 8 насоса. Для разъединения отворачивают два крепёжных болта 3 с планкой 7 и демонтируют регулировочную шайбу со шлицевой втулки. В этом положении вращение колен вала не будет передаваться через привод распределительных шестерён на вал насоса 6.

Устройство привода ТНВД Д 240

Установка моментоскопа

После определения цилиндра в такте « сжатия » и отсоединения привода на топливный насос устанавливают моментоскоп на соответствующую питающую секцию насоса вместо трубопровода высокого давления, соединяющего секцию с форсункой цилиндра. Для более точного определения начала момента впрыска устанавливают ручной рычаг подачи топлива в максимальное положение. Для определения момента впрыска, при необходимости, прокачивают топливную аппаратуру ручной помпой насоса, удаляя воздух из системы.

Операции установки впрыска

Моментоскоп представляет собой стеклянную или пластиковую прозрачную трубку, которую резьбовой частью накручивают на штуцер секции топливного насоса.

Определение и установка момента подачи топлива

Проворачивая кулачковый вал ТНВД по часовой стрелке, и наблюдая за уровнем топлива в трубке прибора нужно определить положение вала насоса в момент начала подачи топлива в данной секции. Моментом начала подачи будет положение, при котором уровень топлива в трубке прибора начнёт повышаться, сдвигаясь в результате начала цикла подачи, набегая кулачком вала ТНВД на толкатель плунжера соответствующей секции. Очень важно определить, наблюдая за уровнем топлива в моментоскопе, начало этого цикла.

Опытные трактористы и ремонтники устанавливают момент подачи топлива, наблюдая за отверстием в выемке штуцера секции. Момент подачи определяют при начале заполнения топливом выемки штуцера.

Установка положения регулировочной шайбы привода насоса

Определив момент начала впрыска на секции положением вала ТНВД, соединяют привод насоса, устанавливая шлицевую регулировочную шайбу на шлицевую втулку. Крепёжные болты с планкой заворачивают в максимально совпавшие отверстия шайбы и фланца приводной шестерни насоса. При этом болты должны входить свободно без закусывания. Затем устанавливают крышку насоса, затягивая три болта по периметру крышки. Регулировочным центральным винтом в крышке регулируют осевой зазор приводной шестерни. Для этого отворачивают контргайку винта, заворачивают его до упора в планку шайбы и отворачивают на 1/3 или 1/2 оборота, после положение фиксируют контргайкой.

Внимание! Перед запуском дизеля не забудьте убрать установочный щуп из маховика и ввернуть его короткой резьбовой частью в установочное отверстие.

Проверка угла опережения впрыска

После запуска проверяют работу двигателя в разных режимах. При неустойчивой или жёсткой работе на высоких оборотах при появлении стуков и детонации, появлении чёрного дыма при неполном сгорании топлива осуществляют проверку и наладку угла опережения впрыска.
Устанавливают моментоскоп на первую секцию насоса и отслеживают совпадение моментов попадания в отверстие щупа в маховике и начала подачи топлива в секции насоса. Момент подачи до совпадения щупа говорит о большом угле опережения, если же при попадании щупа подача топлива не началась – впрыск поздний. При несоответствии момента впрыска корректировка производится путём проворачивания вала ТНВД. Также вскрывают крышку насоса, отворачивают два болта фиксации регулировочной шайбы с планкой. Для увеличения угла опережения проворачивают вал по часовой стрелке, в обратную сторону – уменьшают угол опережения впрыска. Перемещение положения вала на одно регулировочное отверстие на шайбе соответствует 3 ̊ поворота коленчатого вала дизеля. Провернув вал ТНВД в нужную сторону, до совпадения отверстий на шайбе и фланце шестерни изменяют угол впрыска. Сборку осуществляют в том же порядке — устанавливают шайбу с болтами на планке в совпавшие отверстия.

Советы практиков
  1. При необходимости демонтажа ТНВД для сохранения положений циклов работы двигателя и насоса с установленным углом впрыска производите демонтаж узла в положении коленчатого вала дизеля при совпадении отверстия маховика и установочного щупа с тактом сжатия в первом цилиндре. Зафиксируйте положение вала ТНВД. Во время сборки нужно будет просто установить коленвал в соответствующее положение и установить насос.
  2. На двигателях с высокой выработкой в зацеплении распределительных и приводных шестерёнок возникает эффект дополнительного опережения впрыска. Для устранения — устанавливают впрыск позже, индивидуально подбирая смещение регулировочной шайбы против часовой стрелки.
  3.  При неустойчивой работе двигателя на холостых оборотах обратите внимание на люфт, образовавшийся в результате выработки на шлицах втулки привода и регулировочной шайбе насоса. Износ может являться следствием изменения углов впрыска топлива, которые порождают неустойчивую работу дизеля.
  4. При необходимости корректировки впрыска, для отслеживания порядка работы цилиндров и определения тактов сжатия можно отпустить штуцера секций ТНВД, и проворачивая коленчатый вал наблюдать за периодичностью появления подтёков топлива. Появление вытека топлива на секции насоса укажет момент такта сжатия в соответствующем цилиндре дизеля. Такой приём освобождает от снятия клапанной крышки для наблюдения за клапанами.

Процесс установки впрыска на двигателе Д 240 МТЗ-80 (82) идентичен регулировке на тракторах ЮМЗ 6 , ДТ-75, Т-40 с четырёхцилиндровыми силовыми дизельными агрегатами. Установка точности момента впрыска на дизеле является важным фактором, влияющим на устойчивость работы агрегата, развитие мощности, расход топлива и другие эксплуатационные показатели трактора. Регулировку впрыска осуществляют при условии настроенных распылителей форсунок, исправном ТНВД с настроенной равномерной дозировкой подачи топлива каждой плунжерной пары.

 

Исследование влияния момента впрыска топлива и наклона топливных струй на экономические и экологические показатели серийного судового дизельного двигателя Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

УДК 621.43

А.В. Сеземин4, Л.А. Захаров1, А.В. Дегтярев3, И.Л. Захаров1, А.Н. Тарасов2

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ МОМЕНТА ВПРЫСКА ТОПЛИВА И НАКЛОНА ТОПЛИВНЫХ СТРУЙ НА ЭКОНОМИЧЕСКИЕ И ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ СЕРИЙНОГО СУДОВОГО ДИЗЕЛЬНОГО ДВИГАТЕЛЯ

Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева,1 ООО «Объединенный инженерный центр» ОАО ГАЗ, ОАО «ЦКБ по СПК им. Р. Е. Алексеева», 3 ОАО «РУМО»4

Рассмотрены требования и способы снижения выбросов оксидов азота с отработавшими газами судовых дизельных двигателей. Разработаны физическая, геометрическая и математическая модели для определения угла наклона топливных струй при изменении момента и продолжительности впрыска топлива. Проведены теоретические исследования в программном комплексе Дизель-РК и натурные испытания на двигателе 8ЧН 22/28 производства ОАО «РУМО».

Ключевые слова: дизельный двигатель, оксиды азота, момент впрыска топлива, наклон топливных

струй.

Дизельные двигатели нашли самое широкое применение на судах морского и речного флота в качестве главных и вспомогательных энергетических установок. Состав отработавших газов (ОГ) дизельных двигателей подобен составу выхлопных газов других типов двигателей, работающих на углеводородном топливе. Основными токсичными компонентами ОГ дизельных двигателей вне зависимости от типа, класса, размерности и конструктивных особенностей являются: сажа, оксиды азота (NOx) и оксиды серы (SOx).

В настоящее время вводятся более жесткие ограничения на выбросы NOx и SOx с ОГ, при этом большинство серийных судовых дизельных двигателей не отвечают новым требованиям. Уменьшить выбросы SOx возможно только путем использования малосернистого топлива или очисткой ОГ, в то время как снижение выбросов NOx возможно путем оптимизации рабочих процессов [3, 4, 6, 7].

Международным стандартом, ограничивающим выбросы токсичных веществ с ОГ судовых дизельных двигателей, является Приложение VI к конвенции MARPOL 73/78 Международной Морской Организации (IMO), которое устанавливает предельно допустимые значения выбросов NOx с ОГ, приведенные в табл. 1 [3, 7, 8].

Таблица 1

Предельно допустимые значения выбросов NOx с ОГ по IMO

Период действия Выбросы NOx, г/(кВтч) при номинальной частоте вращения коленчатого вала п, мин-1 Испытательная процедура

«<130 130<«<2000 «>2000

IMO Tier I (01. 01.2000_01.01.2011) 17,0 45-n»0’2 9,84 четырехступенчатые циклы E2, E3 (ISO 8178/4) цикл D2

IMO Tier II * (01.01.2011…01.01.2016) 14,36 44-n»0’23 7,66

IMO Tier III (в зонах ECA** после 01.01.2016) 3,4 9-«»0’2 1,97

* Требования IMO Tier II остаются в силе после 2016 г. для плавания в открытом море. ** ECA — Зона контролируемых выбросов (Emission Control Areas).

© Сеземин А.В., Захаров Л.А., Дегтярев А.В., Захаров И.Л., Тарасов А.Н., 2016.

Для морских судов, заложенных после 1 января 2011 г., требования IMO Tier II по выбросам NOx с ОГ стали обязательными для флотов всего мира. Требования IMO Tier III для судов, заложенных после 1 января 2016 г., предусматривают дифференциацию в зависимости от района плавания. Для плавания в открытом море требования IMO Tier II остаются в силе и после 2016 г. , тогда как в зонах контролируемых выбросов обязательными станут требования IMO Tier III. Следует отметить, что в зоне Балтийского моря введение требований IMO Tier III отложено на пять лет и перенесено на 1 января 2021 г. [3].

Разработанные ведущими дизель-строительными предприятиями способы снижения выбросов NOx с ОГ условно можно разделить на первичные и вторичные мероприятия. Первичные мероприятия связаны с организацией процессов смесеобразования и сгорания, совершенствованием систем турбонаддува и впрыска топлива, а также использованием альтернативных топлив, таких как природный газ. К вторичным мероприятиям относятся: рециркуляция ОГ, использование водотопливной эмульсии, увлажнение наддувочного воздуха, каталитическая очистка ОГ и др. Эффективность различных способов снижения выбросов NOx с ОГ, по данным фирмы MAN Diesel (Германия), показана на рис. 1 [7].

Рис. 1. Эффективность способов снижения выбросов NOx с ОГ:

1 — оптимизация рабочих процессов; 2 — применение природного газа; 3 — рециркуляция ОГ; 4 — использование водотопливной эмульсии; 5 — увлажнение надувочного воздуха; 6 — каталитическая очистка ОГ

Применение вторичных способов уменьшения выбросов NOx с ОГ требует дополнительных капиталовложений и увеличивает металлоемкость энергетической установки, при этом возрастает удельный эффективный расход топлива дизельного двигателя за счет снижения максимальной температуры цикла и увеличения сопротивления выпускной системы [1, 4].

Опыт мирового двигателестроения показывает, что снижения выбросов NOx с ОГ до требований IMO Tier II удается достигнуть за счет приближения угла опережения впрыска топлива (УОВТ) к верхней мертвой точке (ВМТ), но при увеличении удельного эффективного расхода топлива [4, 6, 7]. Такой путь находится в противоречии с не менее актуальной проблемой борьбы за повышение топливной экономичности двигателей внутреннего сгора-

ния, острота которой постоянно возрастает в связи с угрозой исчерпания углеводородных топлив.

Таким образом, для уменьшения выбросов NOx с ОГ дизельного двигателя необходимо исследовать влияние УОВТ на экономические и экологические показатели при сохранении энергетических показателей и определить направления для повышения топливной экономичности.

В качестве объекта исследования выбран серийный судовой дизельный двигатель 8ЧН 22/28 мощностью 1052 кВт при частоте вращения коленчатого вала 1000 мин-1 производства ОАО «РУМО» (г. Н.Новгород).

Моделирование рабочих процессов дизельного двигателя 8ЧН 22/28 выполнено в программном комплексе Дизель-РК (МГТУ им. Н.Э. Баумана) [2]. Настройка математической модели проводилась по экспериментальным данным, полученным на сертифицированном испытательном стенде ОАО «РУМО» (рис. 2), оборудованном по ГОСТ Р 53639-2009. Измерение содержания оксидов азота в ОГ выполнялось при помощи газоаналитической системы ГАСЕТ-01. Для исследования рабочих процессов выбран режим номинальной мощности в связи с тем, что судовые дизельные двигатели большую часть времени эксплуатируются на режимах, близких к номинальной мощности [4, 5].

Рис. 2. Испытательный стенд дизельного двигателя 8ЧН 22/28

Исследование рабочих процессов дизельного двигателя 8ЧН 22/28 по УОВТ (рис. 3) на режиме номинальной мощности при сохранении энергетических показателей показало, что уменьшение УОВТ с 18° до 12°ПКВ до ВМТ позволяет получить:

• уменьшение содержания оксидов азота в ОГ на 28% (3,4 г/(кВтч)) за счет снижения максимальной температуры цикла на 5% (89°^;

• уменьшение максимальной скорости нарастания давления на 24% за счет сокращения периода задержки воспламенения на 18% и увеличения продолжительности сгорания на 8%;

уменьшение максимального давления сгорания на 12,5% за счет снижения максимальной скорости нарастания давления на 24%;

увеличение эффективного расхода топлива на 2% (5 г/(кВтч)) за счет снижения максимальной температуры цикла на 5% и увеличения доли топлива, попадающего на зеркало цилиндра в три раза.

10 12 14 16 18 0, °ПКВ до ВМТ Рис. 3. Результаты моделирования рабочих процессов дизельного двигателя 8ЧН 22/28 по УОВТ

Анализ результатов моделирования показывает, что повышение топливной экономичности возможно за счет уменьшения доли топлива, попадающего на зеркало цилиндра с наихудшими условиями испарения. Для этого необходимо направить топливную струю таким образом, чтобы она соприкасалась с поверхностью камеры сгорания в наиболее нагретой части головки поршня и в момент окончания впрыска топлива не попадала на зеркало цилиндра.

Определение угла наклона топливных струй при изменении УОВТ выполнено с учетом перемещения поршня в цилиндре двигателя. При базовом значении УОВТ топливная струя распространяется по оси 1 (рис. 4) и соприкасается с головкой поршня после ВМТ, когда поршень находится в положении Ивпр. При приближении УОВТ к ВМТ и сохранении продолжительности впрыска топлива поршень переместится на величину АИ и топливная струя продолжит распространяться по оси 2 и в момент окончания впрыска топлива выйдет за пределы зоны г с повышенной температурой и наилучшими условиями испарения. Поэто-

му для улучшения экономических показателей угол наклона топливных струй необходимо изменить и направить по оси 3 в зону с наилучшими условиями испарения.

Рис. 4. Геометрическая модель для определения угла наклона топливных струй:

1 — ось распространения топливной струи при базовом значении УОВТ;

2 — ось распространения топливной струи при изменении УОВТ;

3 — ось распространения топливной струи, направленной в горячую зону

Учитывая общепринятые тригонометрические тождества и кинематическое выражение для определения перемещения поршня в цилиндре двигателя по углу поворота коленчатого вала (ПКВ) для аксиального кривошипно-шатунного механизма, получена математическая зависимость для определения угла наклона топливных струй (УНТС) с учетом изменения значений угла опережения и продолжительности впрыска топлива:

г

а = агС^-

кс — к + я

(1 — СС8(фвПр — в)) + ^ (1 — 008 2(фвПр — 0})

где г — зона соприкосновения топливной струи, мм; Ккс — высота камеры сгорания при нахождении поршня в ВМТ, мм; К — ордината выступания соплового отверстия распылителя, мм; X = Я /Ьш — постоянная механизма; Я — радиус кривошипа коленчатого вала, мм; Ьш — кинематическая длина шатуна, мм; фвпр — продолжительность впрыска топлива, °ПКВ; 0 -угол опережения впрыска топлива, °ПКВ до ВМТ.

Рис. 5. Распределение температур по головке поршня двигателя ЧН 22/28

Значение зоны соприкосновения топливной струи г определяется расчетом распределения температур на головке поршня. Для определения наиболее нагретой части головки поршня двигателя 8ЧН 22/28 в программном комплексе ИСПА (Алексофт, г. Москва) смоделировано методом конечных элементов его тепловое состояние на режиме номинальной мощности (рис. 5).

Анализ рис. 5 показывает, что при базовом значении УОВТ (18°ПКВ до ВМТ) и угле наклона топливных струй 75° соприкосновение топливной струи происходит в наиболее нагретой части головки поршня двигателя ЧН 22/28. При этом топливная струя в момент окончания впрыска топлива не выходит за пределы головки поршня и доля топлива, попадающего на зеркало цилиндра, минимальна.

Следовательно, для серийного судового дизельного двигателя при уменьшении УОВТ с 18° до 12°ПКВ до ВМТ при определении нового значения угла наклона топливных струй необходимо, чтобы топливная струя была направлена в ту же зону. В результате для УОВТ=12°ПКВ до ВМТ по полученной математической зависимости определено новое значение угла наклона топливных струй 72,5°.

На рис. 6 показано положение топливных струй для различных УОВТ и УНТС в момент окончания впрыска топлива.

а) 0=18°, а=75с

б) 0=12°, а=75°

в) 0=12°, а=72,5с

Рис. 6. Результаты исследования процессов смесеобразования при различных УОВТ (8) и УНТС (а)

Результаты исследования рабочих процессов по УОВТ и УНТС показывают, что:

• базовый вариант характеризуется удовлетворительными условиями испарения и увеличенными выбросами N0 с ОГ;

• при уменьшении УОВТ и сохранении базового УНТС происходит увеличение доли топлива, попадающего на зеркало цилиндра, и уменьшение доли топлива в разреженной оболочке струи, что приводит к ухудшению условий испарения и сгорания топлива;

• при уменьшении УОВТ и УНТС условия испарения и сгорания топлива улучшаются в связи с возрастанием доли топлива в разреженной оболочке и уменьшением на зеркале цилиндра, в результате чего повышаются экономические показатели двигателя. Уменьшение УНТС в интервале с 72,5° до 67,5° (и далее вплоть до 0) приводит к тому, что топливная струя быстрее достигает головки поршня и пристеночный поток начинает преимущественно распространяется в радиальном направлении, в результате чего уменьшается доля топлива в разреженной оболочке струи и происходит резкое увеличение доли топлива на зеркале цилиндра и заброс его на поверхность крышки цилиндра. Это приводит к ухудшению экономических показателей двигателя, резко возрастает дымность ОГ и количе-

ство несгоревших углеводородов, при этом выбросы NOx с ОГ снижаются из-за уменьшения максимальной температуры цикла.

Для подтверждения результатов моделирования и проверки правильности выбранного УНТС изготовлены распылители с углом наклона топливных струй 72,5° и проведены экспериментальные исследования на двигателе 8ЧН 22/28. Результаты сравнительных экспериментальных исследований представлены в табл. 2 и на рис. 7.

Таблица 2

Результаты экспериментальных исследований рабочих процессов двигатели 8ЧН 22/28

Показатели рабочих процессов Базовый Оптимизир.

Эффективная мощность, кВт 1052 1052

Среднее эффективное давление, МПа 1,48 1,48

Эффективный КПД 0,401 0,396

Удельный эффективный расход топлива, г/(кВтч) 210 213

Максимальное давление сгорания, МПа 13,9 12,1

Максимальная скорость нарастания давления (расчетная), МПа/°ПКВ 0,46 0,35

Максимальная температура (расчетная), К 1691 1608

УОВТ, °ПКВ до ВМТ 18 12

УНТС, ° относительно оси распылителя 75 72,5

Выбросы г/(кВтч) 12 8,5

Уровень шума, дБА 98 92

а)

б)

Рис. 7. Состояние деталей цилиндропоршневой группы двигателя 8ЧН 22/28 с базовым (а) и оптимизированным (б) рабочими процессами

Результаты экспериментальных исследований подтвердили правильность выбранных инженерных решений, а по состоянию цилиндропоршневой группы с четко выраженными границами распространения факелов и отложениями нагара можно судить об улучшении качества протекания рабочих процессов дизельного двигателя.

Выводы

1. Снижение выбросов NOx с ОГ до требований IMO Tier II при сохранении энергетических и экономических показателей серийных судовых дизельных двигателей возможно путем оптимизации рабочих процессов за счет уменьшения угла опережения впрыска топлива и изменения угла наклона топливных струй.

2. Уменьшение скорости нарастания давления и максимального давления сгорания позволяет дополнительно, к уменьшению выбросов NOx снизить уровень шума и продлить

срок службы дизельного двигателя за счет уменьшения динамических нагрузок, возникающих в деталях кривошипно-шатунного механизма.

3. Предлагаемые инженерные решения не требуют больших капиталовложений и являются приемлемыми для морских судов, находящихся в открытом море или в зоне Балтийского моря.

4. Снижение выбросов NOx с ОГ до требований IMO Tier III экономически целесообразно в результате каталитической очистки ОГ. Использование каталитической очистки ОГ необходимо только в зоне контролируемых выбросов (Emission Control Areas), так как для работы катализатора требуются специальные дорогостоящие реагенты, а дополнительное сопротивление выхлопу двигателя, создаваемое катализатором, увеличивает расход топлива.

Данная работа проводилась в Нижегородском государственном техническом университете им. Р. Е. Алексеева при финансовой поддержке государства в лице Минобрнауки России (уникальный идентификатор проекта: RFMEFI57714X0105).

Библиографический список

1. Захаров, Л.А. Повышение топливной экономичности дизельного двигателя за счет снижения механических потерь / Л.А. Захаров, И.Л. Захаров, А.В. Сеземин // Журнал ААИ. 2011. .№3(68). С. 41-43.

2. Кулешов, А.С. Программа расчета и оптимизация двигателей внутреннего сгорания Дизель-РК. Описание математических моделей, решение оптимизационных задач / А.С. Кулешов. -М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2004. — 123 с.

3. Новиков, Л.А. Ограничение выбросов NOx на уровне IMO Tier-3 для судовых дизелей отложено до 2021 года // Двигателестроение. 2013. №2(252). С. 26-32.

4. Сеземин, А.В. Уменьшение выбросов оксидов азота серийного судового двигателя путем организации рабочих процессов: дисс. … канд. техн. наук.: 05.04.02: защищена 25.09.2014: утв. 18.02.2015 / Сеземин Алексей Валерьевич. — Н.Новгород, 2014. — 149 с.

5. Толшин, В.И. Режимы работы и токсичные выбросы отработавших газов судовых дизелей / В.И. Толшин, В В. Якунчиков. — М.: Изд-во МГАВТ, 1999. — 192 с.

6. Ludu, A. Emission compliance strategy for multiapplication medium speed engines / A. Ludu, T. Bouche, G. Lustgarten // CIMAC Congress 2007, Vienna. — Paper № 258. — 13 p.

7. Sailing towards IMO Tier III — Exhaust Aftertreatment versus Engine-Internal Technologies for Medium Speed Diesel Engines / G. Tinschmann [et al.] // CIMAC Congress 2010, Bergen. — Paper № 274. — 14 p.

8. Захаров, Л.А. Методика обеспечения экологической безопасности поршневого двигателя внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия завода ОАО «РУМО» 8ЧН 22/28 / Л.А. Захаров [и др.] // Труды НГТУ им. Р.Е. Алексеева. — Н. Новгород, 2014. № 2 (104). С. 140-147.

Дата поступления в редакцию 26. 01.2016

A.V. Sezemin4, L.A. Zakharov1, A.V. Degtyarev3, I.L. Zakharov1, A.N. Tarasov2

THE RESEARCH OF FUEL INJECTION TIMING AND ANGLE OF FUEL SPRAY IMPACTING TO ECONOMIC AND ENVIRONMENTAL PARAMETERS OF THE PRODUCED MARINE DIESEL ENGINES

Nizhny Novgorod state technical university n.a. R.E. Alexeev,1

2

LLC «Joint Engineering Centre» JSC GAZ, ALEXEEV’S CENTRAL HYDROFOIL DESIGN BUREAU,3

JSC «RUMO»4

The article describes the requirements and ways to reduce emissions of nitrogen oxides from the exhaust gases of marine diesel engines. We developed physical, geometrical and mathematical models to determine the angle of fuel spray when changing timing and duration of the fuel injection. We conducted theoretical research in the software DIESEL-RK and full-scale tests on the engine 8CHN 22/28 production of JSC «RUMO».

Key words: diesel engine, nitrogen oxides, fuel injection timing, angle of fuel spray.

Позднее или раннее зажигание — как определить, признаки на дизеле, симптомы на инжекторе, газу и прочие варианты » АвтоНоватор

Раннее или позднее зажигание. Что лучше? Лучше всего — оптимальное. А вот первые два случая могут принести владельцу автомобиля немало головной боли и потраченных нервов, ибо определить неполадку не так-то просто. Во всём есть свои нюансы, которые необходимо рассмотреть поближе.

Коротко о зажигании

Для начала надо поговорить о зажигании в общем, чтобы понимать, что именно надо настраивать. На бензиновых двигателях внутреннего сгорания существует ряд компонентов, ответственных за надлежащую и своевременную подачу напряжения на свечу, дабы последняя могла дать необходимую искру для воспламенения топливной смеси. Компоненты эти объединены в механизм под названием «трамблёр» или «прерыватель-распределитель», который в свою очередь установлен на блоке цилиндров двигателя, и вал трамблёра приходит в движение от распредвала двигателя. Вал трамблёра оснащён кулачками, основной задачей которых является размыкание цепи в нужный момент, после чего идёт возникновение искры на свече.

Чтобы мотор автомобиля давал желаемую мощность, возникновение искры в цилиндре должно совпадать с моментом максимально эффективного использования всей энергии сжатой топливной смеси. Когда искра подаётся с опережением, то энергия воспламенённых газов некоторое время будет работать навстречу движению поршня. В случае запоздавшей искры энергия уже идёт «вдогонку» уходящему поршню и не реализует себя в полной мере.

Одним из главных недостатков трамблёра является его механический износ и, соответственно, влияние этого процесса как на качество, так и на время подачи искры. Это может заметно сказываться на функционировании мотора и требовать вмешательства в его работу и настройку.

Наглядная схема и устройство системы зажигания в бензиновом двигателе

Симптомы и признаки раннего

  • Чрезмерная детонация (дефект поршня, разрушение шатунов).
  • Хорошо слышимый звук стука в двигателе (повышенный износ).
  • Потеря мощности (особо заметная на малых оборотах).
  • Увеличенный расход топлива.

Симптомы и признаки позднего

  • Потеря мощности.
  • Плохой запуск (из-за чего страдает аккумулятор).
  • Повышенный расход топлива.
  • Перегрев двигателя (может вообще заклинить).

Приятного мало что в первом, что во втором случае. Тем не менее некоторые автолюбители (в частности, владельцы отечественных автомобилей) ставят позднее зажигание при старте и прогреве мотора. Другие же делают зажигание немного ранним (на 1 риску), что ведёт к заметно улучшенной динамике на повышенных оборотах. Только вот в последнем случае на низких оборотах как следствие будет наблюдаться проседание мощности. Так что всё на свой страх и риск.

Если стоит ГБО (автомобиль на газу)

Основная причина установки газобаллонного оборудования на автомобиль — снижение затрат на топливо. Газ выходит практически в два раза дешевле высокооктанового бензина, и для многих это является весомым доводом к установке ГБО. Но есть пару моментов, на которые стоит обратить внимание. Полностью на газ перейти не получится, и необходимость в бензине всегда остаётся (прогрев, работа при повышенных нагрузках или просто газ закончился). Кроме того, газ расходуется быстрее и обладает повышенным октановым числом, из-за чего топливно-воздушная смесь может догорать на стадии выпуска и оказывать негативное термическое воздействие на выпускной тракт. Так что оптимизация зажигания и процесса горения топливной смеси на автомобилях ГБО является одной из основных задач к решению, а правильная настройка оборудования поспособствует ещё большей экономии топлива.

Немного о дизелях

Приведённые выше симптомы на бензиновом двигателе во многом характерны и для дизельных моторов. Правда, причины ввиду иного принципа работы в данном случае надо искать в другом.

Основным отличием дизельного двигателя от бензинового является способ поджига топлива. В дизеле это происходит за счёт самовоспламенения солярки, вступающей в контакт с находящимся в цилиндре сильно сжатым и разогретым воздухом.

Регулировка зажигания в дизелях заключается в выставлении нужного угла опережения впрыска дизтоплива, которое должно подаваться точно в пиковый момент такта сжатия. В случае неверно выставленного угла впрыск получается несвоевременным. Это ведёт к неоптимальному сгоранию топливно-воздушной смеси и дисбалансу двигателя.

Так что в дизельных моторах основным элементом системы зажигания можно считать топливный насос высокого давления (ТНВД). Вместе с дизельными форсунками именно он отвечает за дозировку и подачу топлива в цилиндры.

Схема и основные узлы топливной системы в дизельных двигателях

Диагностика и устранение проблем

Будет лучше, если автомобиль на гарантии проверят официальные представители

Как проверить на карбюраторном двигателе

Перечень необходимого оборудования прост:

  • стробоскоп,
  • тахометр (если у автомобиля нет такового на приборной панели),
  • гаечный ключ на «10».
Видео по настройке зажигания на примере автомобиля ВАЗ 2109

Как определить на инжекторе

В данном случае зачастую всё упирается в электронику и решается программированием электронного блока управления (ЭБУ). В результате эксплуатации автомобиля в памяти ЭБУ со временем могут накапливаться различные ошибки. Со временем они могут привести к сбоям прошивки и некорректной работе двигателя, в том числе и системы зажигания. Необходимо лишь наличие специального оборудования для выявления, сброса накопленных ошибок и перепрошивки «мозгов» автомобиля. К сожалению, такая работа вряд ли под силу новичкам.

Процесс настройки и калибровки электронного блока управления (ЭБУ)

Нередко причина может заключаться в датчике детонации, на основании данных которого инжектор регулирует впрыск топлива в цилиндры. Выход его из строя повлечёт за собой и неверную работу инжектора.

Какие действия эффективны на дизельном моторе

Можно попробовать выставить угол впрыска по меткам через смещение топливного насоса. Метод больше рассчитан на дизельные моторы с механической топливной аппаратурой. Но меток может и не быть, так что в таком случае придётся выставлять угол опытным путём. Надо будет снять трубку высокого давления с одной из форсунок, после чего надеть на неё прозрачную трубку. Следующим шагом будет замер верхней границы топлива в трубке при включении зажигания и проставка на шкиве соответствующей метки. Далее выставляются по меткам коленчатый и распределительный валы.

Регулировка момента впрыска на дизеле (видео)

На автомобилях с ГБО

Здесь есть два пути решения:

  • Увеличить степень сжатия, тем самым ускорив скорость горения газовоздушной смеси.
  • Смещение угла опережения в сторону более раннего.

Второй проще в реализации и менее затратен. Достигается путём установки вариатора угла опережения зажигания, подключаемого к датчику положения коленвала с последующей корректировкой его данных на заданную величину. Попутно вариатор подключается к газовому клапану и работу свою начинает лишь при запуске ГБО, дабы не вмешиваться, когда двигатель работает на бензине. Смещение угла приведёт к более раннему зажиганию газовоздушной смеси, что позволит ей успеть сгореть до открытия выпускных клапанов, оградив тем самым от излишнего термического воздействия те же клапана и катализатор.

Устройство для смещения угла зажигания на более раннее при наличии ГБО

Проблемы с зажиганием, независимо от того, раннее оно или позднее, хорошего ничего не сулят. Возможно, небольшие отклонения кто-то не будет считать критичными, но всё равно повышенный износ двигателя, его разбалансировка со временем дадут о себе знать, и работы будет не в пример больше. Если чувствуете, что собственных сил и понимания вопроса недостаточно, лучше обратитесь за помощью к квалифицированным специалистам.

Приветствую! Зовут меня Александр. Мне 34 года. По образованию — инженер морского транспорта. Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

⛟ Установка меток зажигания дизельного двигателя с выездом в Москве

Еще во времена контактного зажигания на бензиновых грузовиках термин «установка зажигания» настолько обжился в разговорном языке, что перешел и на дизельные моторы, хотя системы зажигания как таковой они вовсе не имеют. Дизельный двигатель, оснащенный механическим ТНВД или насос-форсунками, позволяет регулировать только угол опережения впрыска – момент, в который топливо начинает подаваться в цилиндр. Причем с трасс все больше уходят и бензиновые грузовики, невыгодные по затратам горючего, и дизели без электронного управления двигателем, устаревшие и больше не производящиеся. В системах Common Rail момент впрыска задается электронным блоком управления, настройке не подлежит (возможна только перепрошивка блока).

Тем не менее, наша фирма предлагает свои услуги и по регулировочным работам с выездом по Москве и области (как самостоятельно, так и в составе других ремонтных работ – например, установка зажигания на двигателе КамАЗ необходима после того, как на нем срезало пластины привода ТНВД и были установлены новые).

Автомобиль техпомощи комплектуется всеми спецприспособлениями для настройки, если они требуются для конкретного двигателя (например, ТНВД Bosch требуют фиксации флажка регулятора фигурной пластиной с прорезью), поэтому точная установка момента впрыска согласно сервисной документации гарантируется.

Проблемы при отклонении угла впрыска

«Ушедший» от расчетного момент впрыска топлива на дизеле становится заметен уже при небольшом отклонении, значительное нарушение угла установки ТНВД приведет к невозможности запуска ДВС.

  • Цена раннего впрыска – это жесткая работа мотора, под нагрузкой на наборе оборотов сопровождающаяся характерным звоном, напоминающим детонацию при повороте распределителя зажигания у бензинового мотора против хода распредвала. Теряется тяга и растет расход топлива.
  • Поздняя установка меток ТНВД выдает себя дымлением, плохой тягой и особенно – тряской на средних оборотах под нагрузкой. При этом по звуку и уровню вибраций дизель начинает работать заметно мягче. Расход топлива также растет.

Для коммерческого транспорта рост расхода топлива в дальнем рейсе наиболее критичен: в дальнем рейсе увеличение затрат на топливо может превысить цену вызова специалиста для проверки и точной установки момента впрыска.

Установка зажигания двигателя может выполняться только при уверенности в исправности самого мотора и ТНВД, поэтому в начале работы мастер всегда выполняет проверку. На автомобилях с механическим ТНВД применяется центробежный регулятор угла опережения, и его неисправности могут давать симптомы, полностью аналогичные позднему моменту впрыска: при наборе оборотов угол не меняется, впрыск становится поздним.

При необходимости должна быть выполнена установка зазора между торцами плунжеров насоса ТНВД и седлами нагнетательных клапанов, в центробежном механизме. Эти работы тарифицируются отдельно, как ремонт топливного насоса высокого давления.

Установка меток не всегда может дать правильный угол впрыска, особенно на старом и изношенном ТНВД. В этом случае угол начала подачи топлива (необходимая точность – до 1 градуса) выставляется по реальному положению коленчатого вала и началу подачи топлива в форсунку одного из цилиндров.

Особенности

Установка момента зажигания даже на одной модели двигателя может отличаться. В частности, мотор D16A (Volvo FH) при настройке на экологические нормы Евро 1 базовая установка – 12,5 градуса, в то время как для Евро 2 угол меньше – 8,5 градуса. В обоих случаях точность установки – не грубее 1 градуса. У разных модификаций двигателя D0226 (MAN) установка угла зажигания выполняется от 10 до 12 градусов, у моторов D0824 разброс составляет от 4 до 18 градусов. Поэтому при работе необходимо постоянно сверяться с сервисной документацией для конкретной модификации, в противном случае регулировка угла зажигания может быть некорректной.

Двигатели, оборудованные насос-форсунками, имеют жесткую связь момента впрыска топлива с положением распределительного вала. Регулировка угла опережения у них требует точной установки полного хода плунжера (уменьшающегося по мере износа деталей привода), само начало впрыска жестко задано профилем кулачка распредвала и точностью его позиционирования относительно коленчатого вала. Сам распределительный вал должен быть корректно выставлен: по мере износа шестерен привода газораспределительного механизма он начинает «запаздывать» от расчетного положения, заданного метками. Соответственно, запаздывает и момент впрыска топлива в цилиндры относительно ВМТ поршня в конце такта сжатия.

Расценки

Указанные в прайс-листе цены рассчитаны на установку опережения зажигания без необходимости в дополнительных работах. В случае, если по приезду на место вызова специалистом обнаруживаются дополнительные проблемы, проведение ремонта или регулировки ТНВД, не указанных при заказе выезда бригады, согласовывается с заказчиком и оплачивается по отдельным пунктам заказ-наряда.

Дополнительно расценки увеличиваются при вызове техпомощи в ночное время.

Для постоянных партнеров предусмотрены скидки, что выгодно в первую очередь для владельцев транспорта, курсирующего в основном в пределах Московский области.

Мы перезвоним Вам за 25 секунд!

Перезвоните мне

Руководство по времени впрыска — что это такое и как его отрегулировать

Возможно, вы слышали о времени впрыска раньше, но что это такое и как оно соотносится с вашим судовым двигателем? Вам вообще нужно беспокоиться, если ваш мотор работает нормально?

Если вы хотите увеличить мощность или ваш двигатель немного старше, чем вы хотели бы признать, регулировка момента впрыска может повлиять на всю систему. В этом руководстве мы обсудим, как работает этот процесс, преимущества внесения изменений и как выполнять корректировки самостоятельно.

Время впрыска — что нужно знать

Внутренние компоненты судового двигателя сложны и зависят от точных движений для обеспечения эффективной и надежной мощности. Вы можете не понимать всего, что происходит в системе, но если у вас есть представление о том, как работает двигатель внутреннего сгорания, вы можете выполнить всестороннюю регулировку времени впрыска.

В двигателе внутреннего сгорания тепловая энергия переходит в механическую.Созданная мощность перемещает поршни двигателя, следовательно, перемещает коленчатый вал, а затем и сам морской блок. Тепловая энергия поступает от сгоревшей топливовоздушной смеси внутри цилиндра.

Головка цилиндра содержит клапаны системы, распределительные валы, возвратные пружины клапана, клапанные лопатки и форсунки. Блок двигателя, подключенный под цилиндром, содержит коленчатый вал, шатун и поршень. Поршень перемещается внутри цилиндра от нижней мертвой точки к верхней мертвой точке во время сгорания.

Есть несколько терминов, которые вам нужно знать, чтобы понять, как поршень движется внутри цилиндра, в том числе:

— Верхняя мертвая точка (ВМТ): Верхняя мертвая точка — это когда поршень находится в верхней части цилиндра, находясь дальше всего от коленчатого вала.

— Нижняя мертвая точка (НМТ): Нижняя мертвая точка — это когда поршень находится ближе всего к коленчатому валу в самой нижней точке цилиндра.

— Перед верхней мертвой точкой (BTDC): Перед верхней мертвой точкой — это точка прямо перед тем, как поршень достигнет самой высокой области цилиндра.

Процесс внутреннего сгорания

Процесс внутреннего сгорания — это то, что генерирует энергию для движения поршней, что приводит к цепочке событий, приводящих в движение двигатель.

В двигателе с впрыском топлива впускные клапаны выпускают воздух в цилиндр. Поршень движется вверх к ВМТ, сжимая воздух, и впускной и выпускной клапаны закрываются.

Дизельное топливо впрыскивается непосредственно перед тем, как поршень достигает вершины. Максимальное давление топливовоздушной смеси достигается при достижении поршнем ВМТ.Воздух под высоким давлением образует высокие температуры, заставляя дизельное топливо самопроизвольно воспламеняться.

Расширенные газы заставляют поршень опускаться обратно до НМТ во время рабочего такта, каждый раз перемещая коленчатый вал. Затем газы выходят через выпускные клапаны в выхлопную трубу.

По мере того, как выхлоп выходит наружу, из впускных клапанов в цилиндр поступает больше воздуха, и процесс начинается заново.

Что такое время впрыска?

Время впрыска, также называемое временем разлива, — это момент, когда дизельное топливо поступает в цилиндр во время фазы сгорания.Когда вы регулируете время, вы можете изменить время впрыска топлива двигателем, следовательно, изменить время сгорания.

ТНВД часто приводится в действие косвенно от коленчатого вала цепями, шестернями или зубчатым ремнем, который также приводит в движение распределительный вал. Время работы насоса определяет, когда он будет впрыскивать топливо в цилиндр, когда поршень достигнет точки BTDC.

Производитель порекомендует определенный момент впрыска в соответствии с маркой и моделью вашего судового двигателя.Они устанавливают подходящий момент при изготовлении двигателя, поэтому вы получаете максимально возможную мощность, не превышая установленных законом пределов выбросов.

Если вы хотите отрегулировать время впрыска на любом судовом дизельном двигателе, его возраст не имеет значения. Однако способ внесения корректировок может отличаться в зависимости от того, старожил ли он или только что сошедший с производственной линии.

Почему вы можете изменить время впрыска

Основная цель системы впрыска топлива — подавать дизельное топливо в цилиндры двигателя, но то, как и когда подано топливо, может повлиять на характеристики двигателя, уровень шума и выбросы.

Возможно ускорение или замедление хода двигателя. Увеличение частоты вращения двигателя приводит к тому, что процесс впрыска происходит раньше, чем установлено производителем.

Напротив, замедление — это когда вы вносите изменения, поэтому топливо высвобождается после рекомендованного времени. Хотя замедление менее распространено по сравнению с опережением, оно может устранить проблему с задержкой или дымом в судовом двигателе. Он также может помочь решить проблемы с производительностью и экономией топлива.

Причины для регулировки времени впрыска

Вы можете отрегулировать время впрыска, если ваш судовой двигатель отработал несколько дней или уже работал.Например, если вы установили новый ремень ГРМ или ТНВД, вам нужно будет отрегулировать систему, чтобы она соответствовала заводским стандартам. Или вы можете настроить его под свои нужды. Со временем синхронизация ТНВД замедляется, что приводит к таким проблемам, как:

Сложный пуск

Температура горячего двигателя

Низкая экономия топлива

Дым при запуске и разгоне

Выполнение надлежащих настроек может вернуть систему к исходному уровню производительности или лучше.

Имейте в виду, что увеличение мощности вашего двигателя — не всегда правильный шаг. Иногда повышенная мощность может привести к чрезмерному дыму из выхлопной трубы и задержке наддува. Это также может увеличить мощность вибрации двигателя и вызвать больше выбросов, что может не соответствовать стандартам EPA.

Убедитесь, что вы смотрите на свой судовой двигатель в целом, и убедитесь, что это мудрое решение. Знайте, с чем может справиться ваше оборудование и для чего оно требуется. Если вы не уверены, лучше всего обратиться к механику, который знает все тонкости настройки времени впрыска двигателя.

Преимущества регулировки систем синхронизации впрыска дизельного двигателя

Поскольку компонент привода ГРМ подает дизельное топливо под сильным давлением, детали и материалы могут выдерживать высокие нагрузки и нагрев. Благодаря высоким допускам система впрыска может хорошо работать, когда двигатель работает в течение длительного времени. Время впрыска дизельного топлива также имеет более глубокий контроль.

Если объединить все ее свойства, система газораспределения впрыска может составить около 30% общих затрат дизельного двигателя.

Если вы хотите улучшить синхронизацию впрыска в морских устройствах, вам нужно убедиться, что двигатель полностью использует процесс впрыска топлива. Удостоверьтесь, что правильное количество дизельного топлива выпускается в нужное время для удовлетворения ваших требований к мощности. Вам необходимо контролировать время впрыска и дозировку. Несколько преимуществ усовершенствования регулировки угла опережения зажигания вашего двигателя:

Повышенная мощность двигателя

Более высокое пиковое давление в цилиндре

Пониженная температура выхлопных газов

Более высокие выбросы NOx

Повышенная топливная экономичность

Хотя производители устанавливают время впрыска таким образом, чтобы уравновесить выбросы и мощность, это не означает, что система судового двигателя настроена на максимальный потенциал. Вы можете увеличить синхронизацию двигателя, чтобы увеличить мощность машины, когда вы хотите работать на более высоких скоростях или буксировать больший вес.

Если вы хотите отрегулировать впрыск после того, как происходит BTDC, вы можете воспользоваться другими преимуществами, такими как предотвращение преждевременного сгорания, уменьшение дыма и устранение задержек.

Как это повлияет на мой судовой двигатель?

Изменение момента впрыска в судовом двигателе влияет на многие компоненты.

Продвижение системы приведет к тому, что дизельное топливо будет впрыскиваться в цилиндр раньше, чем обычно, что также приведет к более быстрому возникновению фазы сгорания.Опережение времени показывает количество градусов до того, как поршень достигнет верхней мертвой точки и произойдет зажигание.

Впрыск дизельного топлива BTDC означает, что топливно-воздушная смесь может полностью сгореть до того, как поршень достигнет вершины. Этот процесс создает максимальное давление в цилиндрах двигателя, позволяя выхлопным газам опускать поршень вниз с максимально возможной силой.

Если продвижение слишком далеко вперед, это может привести к тому, что смесь будет давить на поршни, когда они движутся вверх, заставляя их столкнуться друг с другом и повредить двигатель.Это также известно как детонация.

Изменения, которые происходят в вашей машине, зависят от типа судового двигателя и его возраста. Увеличение времени на дизельном топливе может повлиять на различные аспекты вашего двигателя, например:

Долговечность двигателя

Расход топлива

Время зажигания

Соотношение топлива и воздуха

Мощность двигателя

Задержка впрыска

Задержка впрыска — это интервал времени от момента начала впрыска до начала горения, то есть он напрямую связан со временем.Период приостановки включает в себя совпадающие физические и химические интервалы. Распад атомов, испарение и смешивание топлива с воздухом задерживают процесс, как и реакция горения. Когда вы увеличиваете время, это уменьшает задержку впрыска, но когда вы замедляете впрыск, он увеличивает интервал.

Установка идеального момента впрыска имеет решающее значение для поддержания и повышения производительности вашего двигателя. Дизельное топливо, которое поступает в цилиндр слишком рано или слишком поздно, может вызвать чрезмерную вибрацию или серьезное повреждение компонентов.

Как отрегулировать время впрыска

Способ регулировки момента впрыска топливного насоса также зависит от типа вашего судового двигателя и его возраста. Перед выполнением любых регулировок убедитесь, что трос холодного пуска вставлен, а ремень привода распределительного вала имеет надлежащее натяжение.

Вот некоторые из наиболее распространенных способов увеличения времени:

1. Запрограммируйте ECM

Модуль управления двигателем — это компьютер, который анализирует информацию, чтобы контролировать ходовые качества вашей лодки. Это почти как мозг морского двигателя.

Модуль управления двигателем легче настроить в новых двигателях по сравнению со старыми версиями. Если вы знаете, как программировать ECM, вы на шаг впереди. Но если нет, вы можете положиться на механика, который проберется к EMC и подключит Flash-инструмент, который перепрограммирует компьютерную систему. Для более старых компонентов есть другие части, которые вы можете изменить, чтобы изменить время.

2. Модифицировать топливный насос высокого давления

Один из наиболее простых способов изменить синхронизацию — отрегулировать топливный насос высокого давления.Все, что вам нужно сделать, это повернуть насос с помощью отвертки и торцевого ключа — стандартных инструментов, которые вы можете найти в своем гараже или ящике для инструментов. Вы должны убедиться, что вы точно измерили настройку времени с помощью таймера или щупа для считывания.

Любое небольшое движение насоса приведет к значительным изменениям времени. Избегайте радикальных корректировок и придерживайтесь незначительных изменений для правильных изменений.

Если вы решили переделать ТНВД, вам необходимо:

1.С помощью торцевого ключа на болте переднего распределительного вала проверните двигатель вручную по часовой стрелке, пока первый цилиндр не окажется в ВМТ.

2. Впускной и выпускной клапаны должны быть закрыты, а отметка ВМТ должна быть совмещена.

3. Установите циферблатный индикатор, вынув заглушку таймера и убедившись, что он показывает предварительный натяг примерно 2,5 миллиметра.

4. Поверните коленчатый вал против часовой стрелки, пока индикатор не остановится, затем обнулите шкалу.

5. Провернуть коленчатый вал по часовой стрелке до ВМТ.

6. Если датчик показывает в пределах значений, указанных производителем, вы можете выбрать опережение или замедление отсчета времени или оставить его как есть.

7. Ослабьте ТНВД, чтобы дизельное топливо быстрее попало в цилиндры, и наоборот для замедления.

8. Установив его в нужное положение, затяните крепежные болты.

9. Проверните судовой двигатель на несколько оборотов и повторите процедуру, чтобы убедиться, что вы правильно отрегулировали.

10.Снимите индикатор.

11. Ут на пробке ГРМ.

12. Запустите двигатель, проверьте на герметичность.

Поскольку совершенствование системы газораспределения впрыска зависит от ваших конкретных запросов и ситуаций, часто лучше полагаться на экспертов по дизельным судовым двигателям. Они укажут вам правильное направление того, насколько нужно изменить время, чтобы оно соответствовало вашей машине.

3. Заменить распредвал

Вы можете заменить оригинальный распределительный вал двигателя на вал с кулачками другого размера и формы.Это изменение позволяет вносить изменения при срабатывании клапанов и форсунок. Возможно, вам придется работать с опытным механиком или техником, потому что в этот процесс входит приличное количество математических расчетов.

4. Замените прокладки кулачка и опоры

Один из самых дешевых вариантов — приобрести новые прокладки кулачка и толкатели. Изменение любой из шестерен может привести к аналогичным настройкам, которые вы увидите при замене распределительного вала. Установка более толстых или более тонких прокладок повлияет на выступы кулачка и толкатели при их контакте.Следовательно, компоненты могут влиять на активацию клапанного механизма.

Время впрыска можно проверить, измерив ход насоса форсунки в ВМТ с помощью индикатора часового типа.

Найдите все необходимое в одном месте

С 28-летним опытом работы в отрасли, Diesel Pro питания работает, чтобы поставить вас на переднем крае наших операций. Мы перевозим все детали судовых двигателей и держим их на складе 24 часа в сутки, 7 дней в неделю для удобной доставки по всему миру.Наши специалисты предоставляют комплексные решения и стремятся упростить весь процесс покупки с помощью эргономичного веб-сайта, который работает быстро и легко.

Просмотрите наш перечень компонентов судовых двигателей или обратитесь к нашей интуитивно понятной команде обслуживания клиентов, позвонив нам по телефону 1-888-433-4735.

Регулировка момента впрыска дизельного двигателя

Основы синхронизации впрыска

Нам часто поступают всевозможные звонки с просьбой о технической консультации: от владельцев-операторов, пытающихся устранить проблему с их грузовиком, до механиков ремонтных мастерских, которым требуется второе мнение.При всех этих звонках мы замечаем, что появляется несколько вопросов, а это значит, что это довольно распространенный вопрос. Один из вопросов, который мы получали несколько раз: что такое время впрыска и как его отрегулировать? Если вы задали тот же вопрос, в этой статье есть основы, которые, надеюсь, предоставят вам информацию, которую вы ищете.

Ищете более качественные топливные форсунки? У нас есть бесплатных электронных книг специально для вас!

Скачать мою электронную книгу !!


Вам нужны запасные части для вашего дизельного двигателя? Наши сертифицированные специалисты ASE готовы помочь вам получить необходимые детали!

Позвоните нам!

Что такое время впрыска

Время впрыска — это момент впрыска топлива в цилиндр, который изменяется при сгорании. Время впрыска топлива может быть изменено для впрыска в разные моменты времени. Производитель двигателя действительно рекомендует определенное время, то есть время, которое они устанавливают при первом запуске двигателя. Это время обычно сбалансировано, чтобы получить как можно больше мощности, при этом оставаясь в рамках установленных законом ограничений на выбросы.

Регулировка момента впрыска также часто обозначается как момент разлива .

Зачем корректировать время впрыска?

Обычно время впрыска регулируется для создания большей мощности в двигателе.Сроки могут быть увеличены для увеличения мощности. Иногда время корректируется в противоположном направлении, чтобы устранить проблему с курением или задержкой.

Можно ли отрегулировать время впрыска на всех дизельных двигателях?

Молодой или старый, время можно регулировать на любом двигателе. Единственная разница заключается в том, как будет отрегулировано время, о чем будет сказано далее в этой статье.

Регулировка момента впрыска дизельного двигателя

Продвижение

Ускорение синхронизации двигателя означает, что вы ускоряете сгорание во времени.Другими словами, вы регулируете время таким образом, чтобы зажигание произошло раньше, чем изначально было установлено производителем.

Говоря о тайминге любого рода, но особенно о продвижении, вы часто слышите или встречаете термин BTDC, или Before Top Dead Center . Верхняя мертвая точка, или ВМТ, для конкретного поршня — это когда этот поршень находится в самой верхней части цилиндра или дальше всего от коленчатого вала. Напротив, нижняя мертвая точка, или НМТ, — это когда поршень находится в самой нижней точке цилиндра, ближайшей к коленчатому валу.Таким образом, BTDC будет точкой до того, как поршень окажется в самой верхней точке двигателя. Опережение по времени — это количество градусов до ВМТ, на которое происходит зажигание.

Обычно местоположение измеряется в градусах. Например, 10 градусов ВМТ — это когда коленчатый вал находится на 10 градусов до того, как поршень окажется в самой высокой точке цикла. Если вы не можете определить градусы, просто взглянув на коленчатый вал, вот удобный калькулятор.

Замедление

Задержка двигателя по времени — это противоположность опережения.Это когда вы настраиваете время так, чтобы зажигание происходило после установленного производителем времени. Люди замедляют угол опережения зажигания своих двигателей по разным причинам, хотя это встречается реже. Некоторые из этих причин — это экономия топлива и производительность.

Остальная часть этой статьи будет посвящена изменению фаз газораспределения двигателя, так как это наиболее распространенная регулировка фаз газораспределения.

Как отрегулировать время впрыска

Существует несколько способов регулировки момента впрыска, в зависимости от типа вашего двигателя и его возраста.Наиболее распространенные способы регулировки момента впрыска — это программирование блока управления двигателем, регулировка топливного насоса высокого давления, замена распределительного вала и замена толкателей или прокладок.

Программирование ECM

Для новых двигателей с усовершенствованными компьютерными системами двигателя регулировка угла опережения зажигания выполняется так же просто, как программирование блока управления двигателем. Под простыми я подразумеваю простые для людей, которые знают, как их программировать. Никаких механических работ не требуется, кроме как добраться до ECM.Оттуда механик может подключить Flash-инструмент, чтобы перепрограммировать компьютер.

Нужен новый ECM? Ознакомьтесь с некоторыми из блоков ECM, которые предлагает Highway и Heavy Parts.

Для старых механических двигателей все еще есть несколько деталей, которыми можно каким-либо образом манипулировать, чтобы изменить синхронизацию.

Топливный насос высокого давления

Одним из наиболее простых способов механической регулировки фаз газораспределения двигателя является регулировка топливного насоса высокого давления. Это так же просто, как повернуть насос в двигателе. Для вращения насоса требуется только отвертка и торцевой ключ, которые у большинства людей есть дома в ящиках для инструментов. Однако для точного измерения времени вам понадобится специальный датчик или измеритель времени. Важно помнить, что небольшое движение насоса приведет к значительному изменению времени, поэтому не делайте резких изменений. В качестве учебного пособия о том, как это сделать самостоятельно, на DoItYourself.com есть довольно хорошие пошаговые инструкции, в которых рассматриваются основы.

Распредвал

Другой способ регулировки фаз газораспределения — замена распредвала.Заменив распределительный вал на распределительный вал с лепестками другой формы и размера, вы сможете отрегулировать время срабатывания клапанов и форсунок. Для этого вам, вероятно, придется поработать с гуру по распределительным валам, который сможет выполнить всю математику, чтобы получить кулачок, который будет делать то, что вы хотите. Кулачки чаще всего заменяют по причинам времени, когда они используются в транспортных средствах с высокими характеристиками.

Опорные ролики и прокладки

Более дешевый вариант замены при срабатывании клапанов и форсунок — это замена толкателей или прокладок распределительного вала.Они могут выполнять те же или очень похожие действия, что и при замене распредвала. Например, замена прокладок толкателя кулачка на более толстые или более тонкие может повлиять на момент соприкосновения толкателей и выступов кулачка и, таким образом, на активацию остальной части клапанного механизма.

Преимущества и недостатки опережения сроков

Преимущества

Люди опережают время, так что должны быть веские причины, чтобы с ним возиться, верно? Да.Увеличение времени обычно увеличит количество мощности, производимой вашим двигателем. Также обычно увеличивает топливную экономичность. Первоначальные производители двигателей устанавливали время для баланса мощности и выбросов, чтобы двигатели, которые они производят, получали как можно больше мощности при соблюдении правовых норм по выбросам. Это означает, что они изначально не настроены на выработку максимальной мощности, на которую способен двигатель. И если ваш двигатель старше или с ним была проделана некоторая работа, он может просто не работать так, как раньше.Любая мелочь может повлиять на ваше время, поэтому для увеличения мощности может потребоваться небольшой шаг вперед.

Недостатки

Однако то, что вы можете увеличить мощность, не означает, что вы этого хотите или что должны. Для некоторых это часто бывает тяжелым уроком, но большая мощность — не всегда цель. Увеличение времени может привести к появлению большего количества дыма. Это может вызвать гораздо большую вибрацию двигателя, что сделает его более шумным. Это также увеличит выбросы NOx, поэтому производители обычно в первую очередь немного замедляют работу двигателей.И если вас не волнует ни одна из этих вещей, это фактически повлияет на производительность движка другими способами; продвижение по времени часто будет уменьшаться и задерживать усиление.

Большая часть регулировки времени — это то, что подходит вашему двигателю, а если вы это делаете, то делаете это правильно. Если вы планируете отрегулировать время, найдите время, чтобы выяснить, что нужно вашему двигателю. Возможно, вы сможете увеличить мощность, заменив форсунки, и это будет лучшим вариантом для вашего двигателя. Может, тебе стоит скорректировать время.Если да, убедитесь, что вы знаете, что делаете, или наймите механика, который умеет.

Персонал

Highway and Heavy Parts обладает техническими знаниями и опытом, чтобы помочь вам с вашими внутренними потребностями в двигателе. Если у вас есть какие-либо нерешенные вопросы о синхронизации топливных насосов или дизельных двигателях в целом, пожалуйста, позвоните нашим сертифицированным специалистам ASE по телефону 844-304-7688. Или вы можете запросить расценки онлайн.

Сообщение было 15 сентября 2017 г .; Отредактировано 11 ноября 2020 г.

maxxTORQUE: Diesel Timing

Может быть, вы видели кадры из фильма о замкнутом газовом насосе в реалити-шоу? Автомобиль у бензонасоса внезапно загорается, пока владелец заправляет топливо. Обычно водитель начинает качать бензин, а затем возвращается в машину за чем-нибудь. После скольжения по сиденью, создавая накопление статического электричества внутри своего тела, он снова касается рукоятки насоса с достаточным запасом статической искровой энергии, чтобы зажечь летучую топливно-воздушную смесь на заливной горловине. ПУФ. Затем запаниковавший оператор инстинктивно, но по ошибке вытаскивает форсунку из заливной горловины, разбрызгивая топливо по всему автомобилю и земле: он только что заново изобрел огнемет из садового шланга.

Если вы разожгли достаточно костров, вы поймете, насколько опасен бензин. Тем не менее, с оттенком смирения я скажу вам, что маленькая леди не была впечатлена моими навыками бойскаута, когда я чуть не сжег новую конструкцию шторы на заднем дворе после того, как срезал бензин в переносной костровой яме под ней. Пламя выскочило из ямы на 12 футов или около того, пока я стоял наготове: ром и кокс в одной руке, садовый шланг в другой. Урок здесь? Если вам нужен шланг для воды в руке, возможно, вы не совсем это продумали. Я подозреваю, что некоторые варианты этого утверждения могут оказаться на моей могильной плите или как часть повествования о посмертной премии Дарвина.

Если оставить в стороне самоанализ, заметили ли вы, что ни в одном из этих зажигательных видеоклипов не используется дизельный насос? Никогда не дизель, всегда бензин. Почему это простое наблюдение важно для настройки дизельного двигателя? И как вы можете повысить экономию топлива с помощью этих знаний? Есть ответы.

Дизель нелегко воспламеняется по сравнению с другими видами топлива, во всяком случае, при температурах, при которых нам комфортно дышать.Это ключ к успеху топлива в приложениях с большой мощностью, которые также имеют дополнительный запас прочности. Возможно, если бы кто-то предложил мне это раньше, у меня все еще могла бы быть затененная структура заднего двора.

Я хочу больше

В жалобах на местах, возникших в отделе обслуживания. Клиент A получает 24 мили на галлон, в то время как Клиент B расстроен своими результатами на 11 миль на галлон. Среди факторов, которые создают несоответствие: стиль вождения, продолжительность поездки, погода, состояние автомобиля, высота над уровнем моря, энергетическая ценность топлива… список длинный.Тюнинг — это один из факторов, которым мы можем управлять; в нашу пользу, как мы увидим.


LLY Duramax Diesel EFI Live Lope Tune

В идеальном мире синхронизация дизельного двигателя постоянно менялась бы в соответствии с обратной связью по давлению в цилиндре и модным компьютерным алгоритмом. Эта технология сегодня используется в некоторых разработках. Планирование времени впрыска дизельного топлива зависит от точности оборудования, используемого для его измерения и контроля. Предполагается, что это может объяснить отклонение на плюс-минус пять градусов в желаемом и фактическом времени, как указано в PCM (ECU).Без причудливых датчиков давления в цилиндрах нам остается определять это экспериментально (предположение): настройка динамометра методом проб и ошибок является обычным методом. Это часто может быть ответом на повышение производительности и эффективности, и оно того стоит. Что, если бы я сказал вам, что можно увеличить экономию на 30 процентов, просто настроив? Что, если бы я сказал вам, что мой 2500HD Duramax за 8000 фунтов получает 24 мили на галлон на шоссе… каждый день? А что, если я тоже скажу, ты тоже можешь?

Рисунок 1 — Воздухозаборник и компрессионный нагрев

Искра ушла

Концепция воспламенения от сжатия — это сдвиг для тех, кто привык думать о воспламенении от искры.Концепции настройки дизельного двигателя схожи, но, в отличие от определения того, когда подавать искру для определения точного момента начала зажигания, дизельный двигатель полагается на менее точный механизм воспламенения от сжатия, также известный как самовоспламенение.

Одна из четырех термодинамических фаз дизельного цикла, такт сжатия, заключается в том, что свежий воздух сжимается или сжимается в цилиндре. Когда это происходит, он подвергается изоэнтропическому сжатию — термодинамическому термину, который описывает то, что мы уже знаем: воздух нагревается.Воздух в гораздо меньшее пространство становится горячим, очень горячим. Это можно понять, если мы посмотрим на эти температуры во время такта сжатия, показанные ниже справа.

Это сжатие регулируется следующими термодинамическими уравнениями для прогнозирования температуры и давления в сжатом состоянии:

Т2 = Т1 (V1 / V2) γ-1

P2 = P1 (V1 / V2) γ

V1 / V2 — это просто степень сжатия вашего двигателя, а T1 и P1 — это температура или давление на впуске перед сжатием поршня.Гамма (γ) — это отношение удельных теплоемкостей, известная константа (1,4) для воздуха. Состояние сжатого воздуха T2 и P2 рассчитывается и отображается в таблице 1 на различных ступенях поршня, когда цилиндр поднимается вверх.

Обратите внимание, что эти цифры отражают только температуру воздуха, сжимаемого в двигателе с высокой степенью сжатия. Напор воздуха в цилиндре может достигать 1100ºF еще до начала сгорания. После сгорания температура может очень быстро достигать 3 000–5 000 ° F.

Эта идеальная модель не предполагает потерь теплового механизма на стенки цилиндра и потерь на сжатие при продувке, поэтому фактическая температура и давление будут немного ниже.Обратите внимание, что при ходе сжатия на 180 градусов первые 150 градусов вращения доводят температуру воздуха до 775ºF (желтая подсветка), нагреваясь до 675ºF. Последние 30 градусов (красная подсветка) вращения добавляют столько же тепла, что и начальные 150 градусов, в результате чего температура достигает 1298ºF. Это неравенство является результатом геометрии поршня и штока.

Впрыск и зажигание

Как только воздух сжимается и оказывается где-то около верхней мертвой точки (ВМТ — нижний ряд таблицы 1), появляется PCM и подает команду впрыскивания — точно отмеренной порции дизельного тумана микронного размера под необычайным давлением.Мелкодисперсное жидкое дизельное топливо поступает в горячую камеру, где быстро начинает испаряться. Только в этот момент может начаться возгорание, поскольку жидкое дизельное топливо не горючее (не путать с горючим). Это топливо, как и любое другое топливо, имеет очень специфические характеристики горения. Продолжительность горения зависит от конкретных химических характеристик, таких свойств, как октан, гептан и цетан, а также макрофизических свойств, таких как качество распыления и температура цилиндра. На ожог влияет даже конечная температура наддува воздуха.

Событие горения очень сложно из-за кучи динамических переменных и условий. Если синхронизация впрыска дизельного топлива происходит слишком рано, мощность будет потрачена впустую на попытки повернуть двигатель назад, и экономия топлива будет потеряна. Слишком поздно, и взрывающееся пламя будет гнать отступающий поршень по цилиндру, прикладывая к нему небольшое усилие. Вот почему страдает экономия топлива, так как синхронизация дизельного двигателя слишком запаздывающая или чрезмерно агрессивная.

Теперь снова посмотрим на столбцы в первой таблице. Посмотрите, что происходит, когда температура на входе поднимается всего на 100ºF. Температура конечного сжатия превышает 300ºF. Это в значительной степени означает также повышение EGT на 300ºF. Теперь вы знаете, что может помочь уменьшить EGT. Если EGT вызывает беспокойство, начните с источника холодного воздуха для горения; это самая эффективная помощь EGT.

Что делать, если зажигание происходит задолго до того, как цилиндр поднимется наверх? Например, некоторые виды нефтяного топлива, такие как бензин и эфир, могут самовоспламеняться при относительно очень низких температурах, ниже 400 ° F.В таблице 1 это будет 60 BTDC. Давайте проясним: если самовоспламенение начинается при 60 BTDC, вы взорвете двигатель, поскольку событие зажигания пытается повернуть цилиндр (и двигатель) назад. Это чрезвычайно опасно, поскольку на кривошипную рукоятку оказывается огромная сила, направленная назад и вниз, что может привести к тому, что она вылетит из днища грузовика. Если все еще непонятно, то оглушительный хлопок, который вы слышите в такой ситуации, прояснит это. Если вы хоть раз по ошибке отъезжали от насосов с полным баком бензина, мои соболезнования.Напротив, дизельное топливо требует 800ºF для самовоспламенения.

Таблица 1 также дает нам представление о том, что делает наддув с температурой и давлением сжатого заряда. Столбец с надписью «Впуск при 100ºF (без наддува)» соответствует максимальному значению в 55 атмосфер. Столбец, который добавляет всего 20 фунтов на квадратный дюйм (1,4 атм) наддува (типичный), добавляет 75 атм, чтобы довести давление напора ВМТ до 130 атм. Ой! И помните, что создание наддува — это еще один процесс сжатия, в котором в качестве побочного продукта выделяется тепло, поэтому наддув обычно сопровождается более высокими температурами наддува.Таким образом, увеличение наддува имеет огромные последствия для угла опережения зажигания, не говоря уже о воздействии на прокладки головки блока цилиндров от добавленного давления. Это показание давления ВМТ вполне может быть лучшим барометром для определения нагрузки на двигатель, и анализ отказов должен начинаться с рассмотрения того, что происходит с воздушным зарядом, который вы используете. То, что здесь происходит, включая эффекты индукции, является платформой для создания крутящего момента… генезиса процесса сгорания.

Надеюсь, я начинаю понимать потенциальный ущерб, который может быть нанесен из-за слишком большого времени, как с увеличением наддува, так и с температурой всасываемого заряда.Некоторое время это может сойти с рук, но как только вы столкнетесь с условиями, которые приводят к избыточному нагреву заряда, плохая экономия будет наименьшей из ваших проблем. Обломки на дороге расскажут остальную историю. Это может происходить в форме дня 105ºF, когда ваш воздухозаборник нагревается до 180ºF, ожидание в пробке, отсутствие охлаждающего воздушного потока для CAC, нагревание всего, а затем… опускание акселератора. Эти 30 градусов времени, вместо медленного воспламенения при 10 BTDC, теперь быстро воспламеняются при 20 или 25 BTDC (в зависимости от разницы в самовоспламенении из таблицы) изгиба стержней или хуже, выталкивая кривошип прямо из нижней части, принимая подшипники и компоненты системы смазки с ней. Важным моментом здесь является то, что вы должны контролировать температуру впускного коллектора, если хотите поиграть с настройкой производительности. Это избавит вас от многих душевных страданий.

Выдержка

Будет полезно понять количество времени, о котором мы говорим, имея в виду событие инъекции. Сам импульс измеряется в микросекундах в очень быстром и мощном событии: современный инжектор Common Rail подвергается воздействию 26000 фунтов на квадратный дюйм. Типичный импульс форсунки V8, необходимый для создания 300 л.с., занимает 2000 микросекунд или.0020 секунд. Моргание длится в 20 раз дольше. Это быстро. За 2000 микросекунд крылья колибри поднимутся и опускаются один раз. При движении со скоростью 60 миль в час ваша машина проедет 2,1 дюйма за время действия впрыска.

Тем не менее, в целях оценки правильного выбора времени для дизельного двигателя такие аналогии теряют эффективность, поэтому давайте увеличим масштаб. Возможно, будет полезно узнать, как далеко перемещаются кривошип и поршень во время импульса подачи топлива. Можно использовать градусы угла поворота коленчатого вала (CADeg). Скажем, наш выброс топлива мощностью 300 л.с. происходит при 3000 об / мин, и каждый оборот составляет 360 CADeg.Математика не сложная:

3000 об / мин — 3000/60 секунд

или 50 оборотов в секунду. Таким образом, за 0,0020 секунды поршень совершает 0,002 X 50 = 0,10 оборота или 36 градусов. Таким образом, нашего 300-сильного импульса длительностью 2000 микросекунд хватает на 36 градусов поворота коленвала. Это то, что мы теперь можем понять, но помните, что это для определенной скорости двигателя, только 3000 об / мин. Если двигатель вращается медленнее, скажем, вдвое меньшей скорости при 1500 об / мин, тогда CADeg будет вдвое меньше при 18 градусах.

Теперь вернемся к расписанию сжатия. В том же случае впрыска на 36 градусов происходит повышение температуры заряда на 600–700 ° F. Когда топливо впрыскивается в цилиндр под высоким давлением, оно распыляется на мелкие капли тумана и начинает испаряться по мере удаления от сопла. Испарение также означает испарительное охлаждение, которое в некоторой степени противодействует нагреву от сжатия.

Соотношение топливо-воздух в любой точке цилиндра может находиться в диапазоне от почти нуля, в точке, где нет топлива, до бесконечности внутри капли неиспарившегося топлива.Как правило, соотношение топливо-воздух высокое около наконечника форсунки и низкое вдали от него, но из-за сложности процесса смешивания соотношение топливо-воздух не изменяется равномерно в цилиндре. Горение может происходить только в относительно узком диапазоне соотношения топливо-воздух. Если соотношение слишком низкое, топлива недостаточно для поддержания горения; если соотношение слишком велико, воздуха недостаточно. Это факт, что жидкое дизельное топливо при обычных температурах почти так же легко воспламеняется, как дождливый день. Спичка, упавшая в ведро с дизельным топливом, каждый раз гаснет.Но если топливо нагревается до температуры более 130 ° F, концентрация паров топлива прямо над поверхностью жидкости увеличится, и пламя воспламенит смесь. Как говорится, дома не пробуйте. Как я упоминал ранее, те же свойства низкой летучести при нормальных температурах также делают дизельное топливо более безопасным от случайного воспламенения в топливных насосах.

Три фазы сгорания дизельного топлива

Когда топливо испаряется в горячий сжатый воздух, оно начинает окисляться. По мере того, как больше топлива испаряется и смешивается с воздухом, количество и скорость реакций окисления возрастают в цепной реакции до конца

.

Период задержки воспламенения: возгорание происходит независимо во многих местах, и горение распространяется очень быстро в регионах, где соотношение топливо-воздух находится в диапазоне горючести.

Это начальное сгорание после начала воспламенения называется

.

Предварительно смешанная фаза сгорания: потребляет от пяти до 10 процентов топлива, используемого двигателем при типичной работе с полной нагрузкой. В конце фазы сгорания с предварительным смешиванием большая часть топлива еще не впрыскивается или все еще находится в области, которая слишком богата для сгорания.

Но впрыск продолжается, а топливо продолжает испаряться и смешиваться с воздухом, чему способствуют тепловыделение и турбулентность, возникающая при начальном сгорании.Это быстро производит больше газа с требуемым соотношением топлива и воздуха, и горение продолжается с экспоненциальным ростом. Это называется

.

Фаза с регулируемой диффузией или фаза сгорания с контролируемым перемешиванием: идеально расходует оставшееся топливо. Кратковременная температура газа в этой фазе будет превышать 3000 ° F, хотя сам баллон никогда не будет таким горячим.

Момент зажигания и дизельного впрыска

До сих пор мы пытались понять, как ведет себя дизельное топливо и какое значение имеет тепло для его сгорания.Прежде чем продолжить, давайте проведем четкое различие между синхронизацией топливного импульса и тем, что подразумевается под термином «зажигание». Они не то же самое. Если я говорю о воспламенении, я имею в виду фактическое событие возгорания. Время впрыска дизельного топлива должно быть рассчитано по времени с учетом факторов, влияющих на качество и время зажигания. Обычно событие воспламенения следует за началом события впрыска. Поскольку они связаны во времени, понимание зажигания является первым шагом к определению обязательно правильного оптимизированного момента впрыска.Подчеркивание этого может показаться исчерпывающим, но мы склонны использовать эти термины как синонимы, и это может привести к путанице, когда мы пытаемся понять, что происходит внутри цилиндра.

Сама по себе небольшая капля жидкости дизельного топлива не воспламеняется. Горючим только испарившийся пар топлива. Горючая смесь кислорода (воздуха) и испарившихся паров топлива должна существовать в среде, достаточно горячей для самовоспламенения. Чтобы воспламенение произошло, должно быть очень определенное соотношение паров топлива к кислороду, узкий диапазон пропорций, иначе взрыва не будет.Чтобы усложнить ситуацию, даже эти пропорции меняются при изменении температуры. Эти пропорции также влияют на качество зажигания. Об этом вкратце говорилось ранее.

В нашем стремлении к максимальному расходу топлива мы должны отрегулировать время впрыска в соответствии с характеристикой коллективного зажигания топлива и свойств двигателя

Оптимальная синхронизация дизельного двигателя

Итак, что составляет оптимальное время? Какая модель поможет нам составить временную диаграмму дизеля? Инженеры-проектировщики преследуют множество целей, пытаясь удовлетворить требования нескольких органов власти, соблюдая при этом ограничения, регулируемые государством. Это их желание получить максимальный крутящий момент, приемлемый EGT, минимальный уровень шума, максимальную экономию и минимальные выбросы химикатов, при этом пытаясь максимально продлить срок службы двигателя. Это чистое жонглирование компромиссами, и редко когда можно внести какие-либо изменения без каких-либо других негативных последствий. Например, замедление времени круиза снижает выбросы твердых частиц и шум, но снижает экономичность. Так как же определяется время в цилиндровой среде, которая имеет такие динамические тепловые условия? От вечной мерзлоты на Аляске до безводных летних сезонов в Долине Смерти необходимо постоянно корректировать время.Для оптимальной синхронизации дизельного двигателя важно, чтобы начало зажигания происходило примерно в верхней части такта сжатия. Опять же, если смесь самовозгорается слишком рано — до того, как поршень достигнет ВМТ — тогда большая часть работы раннего сгорания будет пытаться повернуть кривошип в обратном направлении, поскольку поршень поднимается против расширяющегося продукта сгорания газа. Этот отрицательный крутящий момент явно вреден для экономики: это самая большая неэффективность, с которой сталкивается двигатель внутреннего сгорания. Если впрыск происходит слишком поздно, фронт пламени продуктов сгорания будет преследовать быстро удаляющийся поршень по цилиндру, и в результате будет небольшой крутящий момент.Снова плохая экономика. Чтобы максимизировать экономию, событие сгорания должно происходить, чтобы минимизировать отрицательный крутящий момент и максимизировать положительный крутящий момент. Если зажигание начинается при 28 градусах перед верхней мертвой точкой, поршень пытается повернуть назад на 28 градусов. Если вы начнете впрыск так, что воспламенение начнется на 10 градусов перед верхней мертвой точкой, тогда оно будет действовать против нее только на 10 градусов. Двигатель становится более эффективным с точки зрения механики за счет увеличения чистого положительного крутящего момента. Конечно, поршень сопротивляется обратному движению из-за импульса, создаваемого семью другими цилиндрами, которые не находятся в ВМТ. Всегда есть компонент отрицательной работы, прежде чем преобладает более обильная положительная работа.

Рисунок 3 — Влияние давления в цилиндре слишком большого времени
На Рисунке 3 начинают становиться очевидными эффекты опережения. Повышение давления в цилиндре на 40 процентов сопровождается снижением мощности на 20 процентов. Немедленные дополнительные расходы на топливо и, в конечном итоге, сокращение срока службы. На Рисунке 3 показано, что давление в цилиндре достигает пика после ВМТ.Используется среднее эффективное (цилиндровое) давление в тормозной системе (BMEP) или иногда IMEP. Эти термины аналогичны и определяются как среднее давление, которое весь ход крутящего момента должен был бы оказать, чтобы равняться крутящему моменту, создаваемому фактическим чистым положительным давлением.

То, что мы знаем как крутящий момент или чистый положительный крутящий момент, определяется из общей площади под кривой после отметки ВМТ и вычитания площади под кривой перед ВМТ. Их объединение дает чистый положительный крутящий момент.

Геометрия поршня

Познакомившись с поршневым циклом на 360 градусов, я помню, как подумал; Чистая геометрия хода крутящего момента вниз предполагает, что 80 ATDC — это место, где вы хотите, чтобы вся ваша работа выполнялась мгновенно.Единственная проблема заключается в том, что при 80 ATDC все движется с максимальной скоростью в сторону от преследующего взрыва. При 80 ВМТ скорость цилиндра значительно превышает скорость фронта пламени. Другая, менее очевидная проблема заключается в том, что по мере того, как цилиндр движется мимо ВМТ, увеличивая объем цилиндра без события воспламенения, температура начинает падать, в противоположность тому, что мы видели в графике сжатия: и она быстро падает, на самом деле, вы рискуете полный пропуск самовоспламенения.

Расход топлива равен LPP

Давайте быстро пройдемся по всем экспериментам: с помощью датчика давления в цилиндре уже было определено, что максимальный крутящий момент достигается, когда точка пикового давления в цилиндре, LPP, находится между 10 и 16 градусами ВМТ. Стандартный эталонный оптимальный LPP для двигателей внутреннего сгорания составляет 12 или 14 ATDC, в зависимости от указанного исследования. Я буду использовать 14. Если воспламенение начнется в оптимальное время, 15 градусов до ВМТ (гипотетическое число), горение будет распространяться по камере, и пиковое давление произойдет при 14 градусах ВМТ. Чтобы максимизировать экономию, инженер регулирует время впрыска дизельного топлива, чтобы добиться желаемого LPP.

Топливный импульс обязательно имеет конечную длительность, и время, в течение которого форсунка открыта, может охватывать 40 или более градусов вращения, небольшое окно времени.Сгорание не прекращается при прекращении впрыска топлива; это продолжается до тех пор, пока пары топлива находят кислород. Это называется дожиганием и снижает эффективность и производительность двигателя, потому что объем цилиндра увеличивается намного выше ВМТ. Когда количество топлива за цикл увеличивается, дожигание увеличивается и приводит к неполному сгоранию в конце такта расширения, хотя воздух все еще присутствует. Это подразумевает важность хорошего распыления. Плохое состояние форсунки или низкое давление в топливной рампе приводит к дожиганию, плохой экономичности и задымлению.

Рисунок 4. Влияние качества топлива на пиковое давление и продолжительность горения

Качество топлива, цетан, задержка зажигания

Качество зажигания дизельного топлива зависит от двух основных характеристик, которые волнуют проектировщика электростанции: задержки зажигания и продолжительности горения. Во время нормальной работы
задержка зажигания является самой большой переменной для точного выбора впрыска. Это свойство одного топлива может резко меняться в зависимости от условий, от 5 до 60 CADeg.Это также представляет собой самую большую проблему для выбросов; Полнота сгорания во многом зависит от правильного выбора времени для дизельного топлива. Задержка в первую очередь определяется химическими свойствами, хотя, когда двигатель холодный, задержка физического испарения также значительна.

Продолжительность горения определяется химическими свойствами и факторами окружающей среды, температурой и давлением.

Цетановое число — это показатель того, как скоро после начала впрыска топливо начинает самовоспламеняться.Двигатель требует топлива с все более высоким цетановым числом для легкого запуска на холоде. Изменение содержания цетана означает изменение задержки воспламенения. Топливо с высоким цетановым числом начинает гореть вскоре после впрыска в цилиндр; у него короткий период задержки зажигания. И наоборот, топливо с низким цетановым числом сопротивляется самовоспламенению и имеет более длительный период задержки воспламенения.

На уровень шума влияет цетановое число. В Соединенных Штатах требование стандарта ASTM D 975 цетанового числа составляет минимум 40.Следовательно, как культура, у нас есть более громкие автомобили, чем в Европе, где спецификация требует минимум 45. Источником шума является быстрота повышения давления. Если топливо имеет длительный период задержки воспламенения, то оно, наконец, воспламеняется позже, когда температура заряда значительно выше. Более горячая среда ускоряет возгорание. Скорость этого события является источником типичного для нас грохота. Когда зажигание начинается раньше и с меньшей задержкой, повышение давления происходит более плавно и тише.Как я выяснил, разница может составлять несколько децибел.

На рисунке 4 показана задержка зажигания и снижение давления в цилиндре с цетаном. Более высокое цетановое число приводит к более низкому давлению в цилиндре, но еще большему положительному крутящему моменту … беспроигрышный вариант. Обратите внимание, что LPP одинаков в каждом случае, контролируемый до 18 ATDC.

Грубый старт

Мой грузовик дымит холодным утром при запуске, что с этим не так?

Ничего. Это называется холодным дымом, и он всегда белый.Это неизрасходованный топливный туман, который появляется вместе с отработавшими выхлопными газами. Обычно он длится всего минуту или меньше, рассеиваясь, как только кожа стенки цилиндра становится достаточно теплой, чтобы эффективно поддерживать самовоспламенение. Пока температура цилиндра и поршня не станет достаточно высокой для поддержания температуры сжатого заряда, мощность будет снижаться, эффективность будет низкой, а двигатель будет работать громче. Если у вас много коротких поездок, рассчитывайте на невысокую экономию.

Теплота сжатия отвечает за нагрев пара в камере сгорания до температуры, которая инициирует самовозгорание топлива.При запуске холодного дизельного двигателя стенки камеры сгорания изначально холодные, что делает их поглотителями тепла. Поскольку скорость вращения коленчатого вала ниже рабочей скорости, сжатие также происходит медленнее; это дает сжатому воздуху больше времени для отвода тепла к стенкам холодной камеры или за счет постепенного сброса давления (расширение равняется охлаждению) по мере утечки воздуха через кольца / клапаны. В дополнение к дефициту тепла при холодном запуске импульс топлива испаряется, значительно охлаждая заряд и усугубляя дилемму холодного запуска: заговор препятствий для запуска в сочетании с холодной погодой. Таким образом, необходим дополнительный локальный источник тепла для дизельных двигателей с непрямым впрыском холодного пуска — свеча накаливания. Даже после запуска двигателя температура в камере сгорания все еще будет слишком низкой для полного сгорания впрыскиваемого топлива. Белый дым, который вы получаете в течение следующих минут или двух, называется холодным дымом. Это туман паров дизельного топлива, который не сгорает из-за недостаточной температуры цилиндра. Это ужасное раздражение глаз и дыхательных путей.

Горючее, которое сгорает быстрее, требует меньшего проворачивания для запуска двигателя.Таким образом, при прочих равных условиях топливо с более высоким цетановым числом облегчает запуск. Между прочим, цетан и октан в реальном смысле обратно связаны. Увеличение октанового числа увеличивает задержку воспламенения. Те же химические характеристики, которые обеспечивают хорошее сгорание дизельного топлива, сводятся к плохой детонационной стойкости бензина: высокое октановое число равно низкому цетановому числу, и наоборот.

Концепции оптимизации

Предположим, что температура самовоспламенения для нашей дизельной платформы составляет 800ºF. При фиксированном импульсе впрыска 15 BTDC событие воспламенения начинается примерно при 10 градусах BTDC, с использованием стандартного значения задержки цетанового числа в пять градусов.Если событие зажигания длится 40 градусов вращения, то имеется 10 градусов отрицательного крутящего момента и 30 градусов положительного крутящего момента, что дает 20 градусов чистого положительного крутящего момента.

Но что произойдет, если наддув воздуха на входе нагреется до 240 ° F? Это реальный пример эффекта более высокой нагрузки и индукционного нагрева при подъеме на уклон. Если событие синхронизации не изменилось, то имеется 13 градусов отрицательного крутящего момента и 22 градуса положительного крутящего момента, чистый положительный крутящий момент резко снизился более чем на половину до всего лишь девяти градусов.Обратите внимание на потерю пяти степеней продолжительности; это связано с уменьшением времени горения из-за более горячей окружающей среды. Таким образом, чтобы восстановить чистый крутящий момент до 20 градусов, необходимо замедлить время впрыска дизельного топлива на пять градусов (пять градусов имеют чистый эффект на 10 градусов, небольшое изменение имеет большое значение). Если эта регулировка не выполняется динамически, вы ощутите снижение эффективности и заметную потерю мощности на уклоне.

Дизель ГРМ

Часто добавление времени приводит к лучшей экономии топлива.Многие люди хотят знать, какой прогресс им сойдет с рук, чтобы повысить производительность. В отличие от бензинового двигателя с искровым зажиганием, в котором детонация является пределом опережения по времени, дизельный двигатель может быть продвинут без непосредственной угрозы кратковременного повреждения от детонации: компоненты дизеля обычно усилены, чтобы справиться с дополнительным напряжением. Как это работает? Допустим, вы опережаете впрыск до смехотворных 45 градусов … очень скоро после впрыска имеется горючая воздушно-топливная смесь, но окружающая среда еще не достаточно горячая для быстро прогрессирующего самовозгорания. Фактически, преждевременный впрыск и последующее испарение отрицательно охлаждают сжатый заряд. По мере приближения ВМТ и достижения температуры воспламенения очень насыщенная воздушно-топливная газовая смесь вызывает очень быстрое горение, а быстро движущийся фронт давления создает больше шума, характерного для дизельного двигателя дребезжания. Результатом является очень высокое давление в цилиндрах перед ВМТ, меньший полезный положительный крутящий момент и возможность серьезного повреждения двигателя, особенно при ухудшении тепловых условий, как мы увидим дальше.

Пожар в яме

Что, если вы буксируете с этим радикальным подъемом на 45 градусов и выдерживаете высокую нагрузку в течение минуты или двух на уклоне? ЕСТ поднимается, цилиндр становится все горячее. IAT повышается, поэтому график сжатия воздушного заряда теперь стал более горячим, событие самовоспламенения происходит быстрее в более ранней точке хода, скажем, около 30 BTDC. Эта насыщенная среда внезапно воспламеняется, быстро высвобождая большую часть своего потенциала задолго до ВМТ, и результат похож на гранату в молочной банке, что приводит к катастрофическому давлению в цилиндре и взрыву, во многом подобно тому, что происходит с двигателями с опережением искры. Если продвижение будет достаточным, это поднимет головы или сломает двигатель в течение нескольких секунд, без какого-либо особого звукового предупреждения. Это коварный убийца. Когда вы исследуете геометрию поршневого штока и силы, действующие на эти элементы, вы увидите, что вся эта энергия пытается вывести кривошип из нижней части двигателя, что часто приводит к изгибу штоков. Также могут образоваться обгоревшие поршни в результате более высоких температур и давлений. Также важна реальная потеря мощности на уклоне в результате снижения чистого положительного крутящего момента.Это ключевое наблюдение. Если вы замечаете, что по мере того, как ваш мотор нагревается, вы начинаете терять мощность, он пытается сказать вам, что он вошел в состояние чрезмерного стресса. Обычному оператору это кажется нелогичным: трудно поверить, что двигатель может взорваться, поскольку он производит меньшую мощность.

К счастью, у инженеров есть способ решить эту проблему, используя стратегию PCM, которая сокращает время при факторах, способствующих воспламенению. Если вы выполняете свою собственную модифицированную настройку и заранее хотите действовать агрессивно, важно ознакомиться с этими концепциями и их влиянием на зажигание.Как минимум, не забудьте защититься от такого рода стресса с помощью замедления времени, обусловленного увеличением ЭСТ и IAT. Большинство PCM теперь имеют такую ​​возможность, и для GM ничто не делает такую ​​настройку возможной, как EFILive.

Факторы, влияющие на задержку и продолжительность зажигания (и, следовательно, влияющие на требуемую синхронизацию дизельного топлива)

Они представлены в порядке важности, первые из них оказывают наибольшее влияние на возгорание. В конечном итоге проблема заключается в том, как каждый фактор влияет на продолжительность горения.Если изменение сокращает время сгорания (как это происходит в большинстве случаев), время впрыска дизельного топлива обязательно должно быть замедлено, и наоборот. Достаточно просто?

Первый набор факторов находится под контролем оператора…

Рисунок 5. Нагрев / охлаждение в результате сжатия / декомпрессии воздуха.

Обороты

Число оборотов изменяет количество времени, в течение которого топливо должно испариться. Более быстрый поршень требует большего опережения по времени, потому что он достигает LPP за меньшее время, чем более медленный поршень.Чтобы подготовить топливо к сгоранию при том же угле поворота коленчатого вала, его необходимо впрыскивать раньше, чтобы за то же время было горючее около ВМТ. Глядя на временную кривую, можно увидеть тенденцию к увеличению времени по мере увеличения оборотов.
Нагрузка

Термин «нагрузка» обычно неправильно понимается и используется неправильно. Под нагрузкой буквально понимаются силы, отталкивающие поршень, когда он пытается работать. Встречный ветер, уклон, переключение на более низкую передачу — все это означает увеличение нагрузки. Здесь мы определим это как то, какое давление существует в цилиндре на LPP.По мере увеличения нагрузки температура выхлопных газов увеличивается с повышенным давлением и более интенсивной работой двигателя. Чем больше энергии рекуперируется в турбонагнетателе, тем выше давление наддува. Соответственно, давление и температура в цилиндре в течение периода задержки зажигания возрастают. Более высокое давление и температура при более высокой нагрузке в конечном итоге сокращают период задержки зажигания. Задержка зажигания может составлять от трех CADeg при высокой нагрузке до восьми CADeg во время круиза. Это говорит о необходимости активного замедления впрыска для более высокой нагрузки.Все эти факторы пытаются замедлить движение автомобиля. Ваш ответ — подавать больше топлива правой ногой. Это основная метрика, которую мы используем для установки времени дизельного топлива для изменений нагрузки: больше нагрузки> меньше опережения.

Более высокая нагрузка обычно требует более длительного топливного импульса, на 200 или даже 300 процентов большей продолжительности, чем импульс низкой нагрузки. Естественно, это требует опережения, чтобы удерживать LPP в нужном положении, поэтому эффект нагрузки и более длинный импульс, связанный с нагрузкой, имеют тенденцию гасить друг друга. Но конечный результат — небольшая задержка воспламенения, требующая небольшого продвижения. Возможно, это звучит не совсем четко, но ясно, что одно только увеличение числа оборотов снижает нагрузку. В сочетании с более высокой потребностью в топливе необходимо опережать время.
Еще один лакомый кусочек, заслуживающий упоминания, по мере увеличения нагрузки продолжительность сгорания предварительной смеси становится все меньше и меньше, что приводит к сгоранию, управляемому диффузией. Это помогает объяснить, почему события с низким числом оборотов и высоким топливом требуют очень малых временных значений.

Эти два фактора, число оборотов в минуту и ​​нагрузка, объясняют большую часть тенденции на базовой временной диаграмме Duramax (Рисунок 6), дополняющей EFILive.Эта таблица представляет собой настраиваемую таблицу, которую я создал для конкретного специального буксирного приложения Duramax. Наиболее очевидна тенденция к увеличению сроков с увеличением числа оборотов в минуту.

Факторы окружающей среды

Эти факторы, по большей части, находятся вне нашего контроля …

Высота

Высота меняет плотность воздуха больше, чем любой другой фактор. На высоте 10 000 футов кислорода на 40 процентов меньше, чем на уровне моря. Это снижение содержания кислорода приводит к более длительному воспламенению, поэтому время впрыска дизельного топлива должно быть увеличено для поддержания правильного LPP.Этот эффект можно частично компенсировать с помощью турбонаддува, аналогично тому, как давление в салоне самолета поддерживает наше сознание на высоте 40000 футов. Увеличьте высоту> время опережения.

Рисунок 6 — Временная таблица, показывающая зависимость от числа оборотов и топлива

Температура всасываемого воздуха

IAT важен, потому что температура сжатого цилиндра сильно влияет на задержку зажигания и скорость воспламенения. Более теплый воздух ускоряет испарение топлива, уменьшает задержку зажигания и продолжительность сгорания, поэтому необходимо замедлить время впрыска дизельного топлива. Если PCM не учитывает это, тогда двигатель обнаружит, что теряет мощность из-за неоптимального, чрезмерно опережающего зажигания. Это особенно верно, если IAT увеличивается с увеличением усилия транспортного средства, как это происходит при тепловой обратной связи. Увеличьте IAT> задержите синхронизацию.

Влажность

Это очень часто упускается из виду, и, насколько мне известно, для него нет коррекции PCM на любом транспортном средстве, о котором я знаю.Обычно настройка устанавливается на среднее значение влажности. Но влияние влажности на воспламенение не является незначительным. Повышенная влажность имеет ярко выраженный эффект замедления воспламенения, требующий некоторой компенсации для компенсации. Когда топливо сочетается с влажным воздухом, горение происходит с плавной скоростью, замедляемой молекулами воды, которые существуют в газовой форме. В реальном смысле он обеспечивает медленное и умеренное сгорание, что может быть преимуществом для создания крутящего момента. Горячий сухой воздух, лишенный этой помощи, воспламенится быстрее, сгорит быстрее и с меньшим общим крутящим моментом при каждом такте.

Вопреки распространенному заблуждению, влажность делает воздух легче, то есть менее плотным, поскольку молекулы воды весят меньше, чем молекулы кислорода и азота в воздухе. Вода действительно вытесняет кислород, но минимально. Однако известно, что охлаждающий эффект влажности является большим преимуществом для сигналов тревоги EGT, потому что водяной пар имеет более высокую теплопроводность, чем воздух, и поэтому цилиндр не нагревается. Увеличьте влажность> заблаговременно.

Коэффициент усиления и сжатия

Эти факторы влияют на зажигание так же, как и нагрузка.Их увеличение создает более богатую кислородом среду и, в большинстве случаев, более теплую, более реактивную. Более быстрые результаты зажигания (создающие опережение зажигания), что требует замедления для его уменьшения.

Испытания показали, что плотность воздуха сама по себе мало влияет на задержку воспламенения, и этот факт часто искажается. Изменение задержки воспламенения обычно происходит из-за изменений температуры или давления, либо того и другого, которые сопровождают увеличение плотности. Помните также Таблицу Один. Огромное увеличение давления в цилиндре в результате увеличения наддува устраняет запас по мере приближения к максимально допустимому давлению напора.Это требует тщательной проверки синхронизации дизельного двигателя и требует принятия консервативных мер, чтобы не допустить взрыва прокладок головки блока цилиндров и разрушения компонентов поршня. Сейчас не время выписывать последние 10 HP еще на два градуса вперед. Повышение плюс опережение равняется катастрофе при высоких уровнях заправки. Увеличение ускорения> задержка времени.

Температура топлива

Этот фактор влияет на вязкость топлива, степень распыления форсунки и скорость испарения. Дизельное топливо при температуре 150ºF будет распыляться на капли вдвое меньше дизельного топлива при температуре -30ºF. Это также означает удвоение площади поверхности жидкости, первоначально открытой для нагнетаемого воздуха. Скорость испарения увеличивается, что приводит к более быстрой горючей смеси. Таким образом, у более теплого топлива воспламенение происходит быстрее, что требует задержки впрыска. Увеличьте температуру топлива> задержите синхронизацию.

Качество топлива

Обычно это относится к цетановому числу. Сама по себе наука, более высокое цетановое число приводит к более постоянной задержке воспламенения и, как мы видели, снижению шума.Более высокое цетановое число позволяет тюнеру немного замедлить синхронизацию, чтобы поддерживать ту же LPP. Снижение шума стоит затраченных усилий. Увеличить цетановое число> замедлить время.

Практическое применение

Теперь предположим, что вы буксируете уклон на юго-западе пустыни на высоте 7000 футов; наружная температура 92ºF при шести процентах влажности. Предположим далее, что вы используете устройство повышения наддува, чтобы компенсировать высокий EGT, связанный с этими условиями. Вскоре двигатель нагревается до 230ºF ECT, и заряд воздуха, выходящий из промежуточного охладителя (IAT2), достигает 240ºF.А теперь вы смотрите вокруг и спрашиваете, почему этот грузовик продолжает терять мощность?

Теперь вы знаете ответ. Помимо разреженного воздуха при такой температуре, время впрыска запаса слишком опережает для этих условий, и слишком большое количество топлива пытается повернуть двигатель в обратном направлении. Если вы уберете пять градусов опережения по времени, скажем, с 12 BTDC до семи, используя удобную переключаемую настройку EFILive, часть этого крутящего момента и мощности будут немедленно восстановлены на уклоне. Если мы сжигаем одинаковое количество топлива, то больше мощности означает большую скорость, а это означает лучшую экономию топлива.

Другой вариант — убрать буст. «Ждать!» ты говоришь. Разве это не уменьшит мою силу? Не совсем. Поскольку больший наддув приводит к более быстрому воспламенению, и наоборот, если мы уберем некоторый наддув из чрезмерно продвинутого сценария (за счет тепла), это будет похоже на синхронизацию затяжки. Это может быть вариант, который поможет исправить неконтролируемое состояние IAT, наблюдаемое на некоторых автомобилях. Мы даже не подозреваем об этом, но именно это и делает перепускной клапан, уменьшая наддув при ухудшении условий индукционного нагрева. Для владельца VGT вестгейт недоступен, поэтому я разработал алгоритмы для динамического позиционирования и поддержания LPP в меняющихся условиях, когда вышеуказанные факторы хотят исказить нашу оптимизированную платформу.

Ограничения динамометра

Возьмем другой пример — спортивное транспортное средство, настроенное на динамометр. Обычно динамометрическая настройка не принимает во внимание постепенно изменяющиеся условия, в которых автомобиль оказывается в реальном мире, особенно рабочие автомобили с высоким крутящим моментом. После того, как он оторвался от дино, вы выходите на трассу и выполняете три последовательных пробежки подряд. Может быть, каждые четверть мили немного отличается от предыдущего. Почему? С течением дня трасса становится теплее, мотор тоже. CAC пропитывается теплом с каждым проходом, и, как ни странно, IAT (если вы его отслеживаете) становится все выше и выше, потому что ваш паршивый воздухозаборник вытягивает постоянно теплый воздух из горячего двигателя.

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.


Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно.Ниже приведены наиболее частые причины:

  • В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки своего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
  • Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, используйте кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
  • Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
  • Дата на вашем компьютере в прошлом.Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
  • Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или уточнить у системного администратора.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу.Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.


Что сохраняется в файлах cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файле cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта.Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

Влияние улучшенной синхронизации впрыска на характеристики рапсового масла в дизельных двигателях

Автор

Включено в список:
  • Nwafor, O.M.I.
  • Райс, Г.
  • Огбонна, А.I.

Abstract

Исследования горения как дизельного топлива, так и топлива на растительном масле, со стандартной и улучшенной синхронизацией впрыска, проводились с использованием одних и тех же двигателей и процедур испытаний, чтобы можно было провести сравнительные оценки. Принцип дизельного двигателя требует самовоспламенения топлива, поскольку оно впрыскивается на несколько градусов перед верхней мертвой точкой (ВМТ) в горячий сжатый газ в цилиндрах. Более длительные задержки между впрыском и зажиганием приводят к неприемлемым темпам роста давления в результате детонации дизельного топлива, поскольку слишком много топлива готово принять участие в сгорании с предварительной смесью.Было отмечено, что альтернативные виды топлива демонстрируют более длительные периоды задержки и более низкую скорость горения, особенно в рабочих условиях с низкой нагрузкой, что приводит к позднему сгоранию в такте расширения. Ожидается, что улучшенная синхронизация впрыска компенсирует эти эффекты. Двигатель имеет стандартное время впрыска 30 ° C до BTDC. Впервые нагнетание было продвинуто на 5,5 ° C при времени впрыска 35,5 ° C до ВМТ. В этот момент работа двигателя была очень неустойчивой. Затем нагнетание было продвинуто на 3,5 ° C, и результаты представлены в этой статье. Двигатель работал плавно, особенно при низких уровнях нагрузки. Задержка зажигания была уменьшена за счет усовершенствованного впрыска, но имела тенденцию к небольшому увеличению расхода топлива. Умеренно продвинутая синхронизация впрыска рекомендуется для операций на низкой скорости.

Предлагаемое цитирование

  • Nwafor, O.M.I. И Райс, Г., Огбонна, А.И., 2000. « Влияние усовершенствованного режима впрыска на характеристики рапсового масла в дизельных двигателях », Возобновляемая энергия, Elsevier, vol.21 (3), страницы 433-444.
  • Обозначение: RePEc: eee: renene: v: 21: y: 2000: i: 3: p: 433-444
    DOI: 10.1016 / S0960-1481 (00) 00037-9

    Скачать полный текст от издателя

    Поскольку доступ к этому документу ограничен, вы можете поискать его другую версию.

    Исправления

    Все материалы на этом сайте предоставлены соответствующими издателями и авторами. Вы можете помочь исправить ошибки и упущения. При запросе исправления укажите идентификатор этого элемента: RePEc: eee: renene: v: 21: y: 2000: i: 3: p: 433-444 .См. Общую информацию о том, как исправить материал в RePEc.

    По техническим вопросам, касающимся этого элемента, или для исправления его авторов, названия, аннотации, библиографической информации или информации для загрузки, обращайтесь: (Haili He). Общие контактные данные провайдера: http://www.journals.elsevier.com/renewable-energy .

    Если вы создали этот элемент и еще не зарегистрированы в RePEc, мы рекомендуем вам сделать это здесь. Это позволяет связать ваш профиль с этим элементом.Это также позволяет вам принимать потенциальные ссылки на этот элемент, в отношении которого мы не уверены.

    У нас нет ссылок на этот товар. Вы можете помочь добавить их, используя эту форму .

    Если вам известно об отсутствующих элементах, цитирующих этот элемент, вы можете помочь нам создать эти ссылки, добавив соответствующие ссылки таким же образом, как указано выше, для каждого ссылочного элемента. Если вы являетесь зарегистрированным автором этого элемента, вы также можете проверить вкладку «Цитаты» в своем профиле службы авторов RePEc, поскольку там могут быть некоторые цитаты, ожидающие подтверждения.

    Обратите внимание, что на фильтрацию исправлений может уйти несколько недель. различные сервисы RePEc.

    (PDF) Влияние времени впрыска на производительность двигателя и выбросы выхлопных газов двухтопливного дизельного двигателя

    Влияние 30% (об.) Смеси этанола на производительность и выбросы двигателя

    , и было обнаружено, что этанол может в некоторой степени снизить выбросы CO, несгоревших углеводородов и сажи на

    и увеличить удельный расход топлива на

    умеренно (BSFC).Однако исследователи

    не исследовали влияние дизельного топлива

    , смешанного с этанолом, на диоксид углерода (CO

    2

    ) и оксиды азота (NO

    x

    ), которые являются

    важными выбросами в дизельных двигателях. .

    Влияние смесей этанол-дизель на характеристики дизельного двигателя и выбросы

    исследовал Кан [5]. В данном исследовании

    дизельного топлива с добавкой этанола

    с объемным соотношением 10–15–

    20% были приготовлены с использованием этанола чистотой 99%.Результаты показали, что выбросы CO, сажи, диоксида серы (SO

    2

    ) уменьшились, поскольку эффективная мощность

    , а выбросы NO

    x

    уменьшились с увеличением количества этанола в смеси на

    . В этом исследовании исследователи

    не сообщили о влиянии добавок этанола к дизельному топливу

    на BSFC, тепловую эффективность тормозов (BTE) и несгоревшие углеводороды и выбросы

    CO

    2

    .

    Ликос и Каллаха [9] исследовали выбросы выхлопных газов дизельного двигателя с прямым впрыском

    при использовании 10%, 20%, 30% этанола, смешанного с дизельным топливом

    . Согласно их экспериментальным результатам, эффективная мощность

    и выбросы NO

    x

    увеличились, а выбросы CO и несгоревших углеводородов

    уменьшились с увеличением количества этанола в топливной смеси —

    туре. Однако в этой работе выбросы BSFC, BTE и CO

    2

    не рассматривались.

    Can et al. [10] исследовали влияние добавления этанола (10%

    и 15% по объему) на №. 2 дизельного топлива на производительность и выбросы

    двигателя с турбонаддувом и непрямым впрыском с воспламенением от сжатия —

    (CI), и было обнаружено, что добавление этанола снижает выбросы CO

    и SO

    2

    , хотя это привело к увеличению NO

    x

    выбросы

    и снижение мощности.

    Выбор момента впрыска топлива является основным параметром, влияющим на выброс топлива и выхлопные газы дизельного двигателя.Состояние воздуха

    , в которое впрыскивается топливо, изменяется при изменении момента впрыска, и, таким образом, задержка зажигания изменяется. Если впрыск начинается раньше, начальная температура и давление воздуха

    ниже, поэтому задержка зажигания

    увеличится. Если впрыск начинается позже (когда поршень приближается к ВМТ)

    , температура и давление изначально немного выше, происходит уменьшение задержки зажигания

    . Следовательно, изменение момента впрыска

    оказывает сильное влияние на характеристики двигателя и выбросы

    выхлопных газов, особенно на выбросы BSFC, BTE и NO

    x

    , потому что

    изменения максимального давления и температуры в двигателе. Cyl-

    inder [11,12].

    Несколько исследований показали, что время впрыска

    влияет на уровень выбросов выхлопных газов двигателей CI. Parlak et al. [13] исследовал влияние момента впрыска на выбросы NO

    x

    и BSFC

    дизельного двигателя с непрямым впрыском с низким тепловыделением (LHR), использующего дизельное топливо

    . Испытания проводились с переменными нагрузками при частоте вращения двигателя

    1000, 1400, 1800 и 2000 об / мин и статическом впрыске

    при угле поворота коленвала 38 °, 36 °, 34 ° и 32 ° (CA).После того, как были проведены испытания под нагрузкой

    для исходного дизельного двигателя, такой же порядок испытаний был принят для двигателя LHR

    . Когда двигатель LHR работал с

    , момент впрыска составлял 38 ° CA перед верхней мертвой точкой (BTDC), что

    является оптимальным значением для исходного двигателя, это показало, что выбросы NO

    x

    увеличились примерно на 15%. . Однако, когда момент впрыска

    был замедлен до 34 ° CA в случае LHR, наблюдалось некоторое уменьшение выбросов выхлопных газов и BSFC примерно на 40% и 6%,

    соответственно, по сравнению с

    . оригинальный чехол.

    Ominwafor [14] исследовал влияние усовершенствованного времени впрыска

    ing на характеристики двигателя и выбросы природного газа

    , используемого в качестве основного топлива в двухтопливном двигателе CI. Испытательный двигатель

    имеет исходную синхронизацию впрыска 30 ° CA BTDC. Закачка была увеличена на 3,5 ° (т. Е. На 33,5 ° CA BTDC). Результаты показали, что двойное сгорание топлива

    дает больший процент выбросов углеводородов, чем

    чистого дизельного топлива. При работе двигателя с усовершенствованной синхронизацией впрыска

    было получено значительное снижение выбросов CO и CO

    2

    . С другой стороны, усовершенствованная синхронизация впрыска

    вызвала небольшое увеличение BSFC и уменьшение BTE. Как показано выше,

    , в исследованиях не изучалось влияние усовершенствованного

    и замедленного впрыска на производительность и выбросы

    дизельного двигателя, использующего дизельное топливо на основе этанола.

    Из обзора литературы был сделан вывод, что выбросы выхлопных газов —

    (например, несгоревшие HC, CO, CO

    2

    и NO

    x

    ) и параметры производительности

    (такие как BSFC и BTE

    дизельного двигателя при использовании дизельного топлива, смешанного с этанолом, не исследовались. В то же время

    , влияние момента впрыска на производительность двигателя

    и выбросы выхлопных газов не были четко изучены при использовании

    дизельного топлива, смешанного с этанолом, в двигателе с непрерывным смешиванием.Следовательно, эти темы

    необходимо изучить, чтобы восполнить дефицит литературы. По этой причине для

    в настоящем исследовании было экспериментально исследовано влияние времени впрыска

    и дизельного топлива, смешанного с этанолом, на характеристики двигателя и выбросы пыли ex-

    на одноцилиндровом двигателе

    inder CI.

    2. Экспериментальная установка и методика

    Эксперименты проводились на четырехтактном, безнаддувном, одноцилиндровом дизельном двигателе с прямым впрыском (DI)

    .Детали

    спецификации двигателя показаны в Таблице 1. Двигатель

    был соединен с гидравлическим динамометром для контроля скорости двигателя и нагрузки

    . Температура моторного масла, температура охлаждающей жидкости, температура выхлопа и температура воздуха на впуске измерялись с помощью термопар типа K

    . Выбросы выхлопных газов (CO, несгоревшие углеводороды, NO

    x

    и CO

    2

    ) измерялись с помощью двух разных газоанализаторов (Opus

    40 и Kane-May Quintox).Расход топлива был определен

    путем взвешивания топлива на цифровых весах в течение определенного периода времени. Давление

    Номенклатура

    ATDC после верхней мертвой точки

    BTDC до верхней мертвой точки

    Тепловая эффективность тормоза BTE,%

    Удельный расход топлива тормозов BSFC, г кВт

    1

    h

    000

    p

    тормозная мощность, кВт

    CA Угол поворота коленвала

    CI воспламенение от сжатия

    CO угарный газ

    CO

    2

    углекислый газ

    углеводородный углеводород

    LHV 90003, мДж 1

    (LHV)

    b

    нижняя теплота сгорания данного компонента в топливной смеси,

    МДж кг

    1

    м

    f

    массовый расход топлива, кг

    _

    м

    f

    массовый расход топлива, кг ч

    1

    NO

    x

    оксидов азота

    ppm твердых частиц на миллион

    об / мин оборота на минут

    T крутящий момент двигателя, Нм

    t время, необходимое для расхода топлива, с

    ВМТ верхняя мертвая точка

    204 с.Sayin, M. Canakci / Energy Conversion and Management 50 (2009) 203–213

    Журналы, авторы, подписчики, издатели, оповещение

    Наши журналы
    Как крупный международный издатель академических и исследовательских журналов Science Alert издает и разрабатывает названия в партнерстве с самыми престижные научные общества и издатели. Наша цель заключается в том, чтобы максимально широко использовать качественные исследования. аудитория.
    Для авторов
    Мы прилагаем все усилия, чтобы поддержать исследователей которые публикуют в наших журналах. Есть масса информации здесь, чтобы помочь вам публиковаться вместе с нами, а также ценные услуги для авторов, которые уже публиковались у нас.
    Подписчикам
    2021 цены уже доступны.Ты может получить личную / институциональную подписку перечисленных журналы прямо из Science Alert. В качестве альтернативы вы возможно, пожелает связаться с выбранным вами агентством по подписке. Направляйте заказы, платежи и запросы в службу поддержки. в службу поддержки клиентов журнала в Science Alert.
    Для обществ
    Science Alert гордится своей тесные и прозрачные отношения с обществом.В качестве некоммерческий издатель, мы стремимся к самому широкому возможное распространение публикуемых нами материалов и на предоставление услуг высочайшего качества нашим издательские партнеры.
    Справочный центр
    Здесь вы найдете ответы на наиболее часто задаваемые вопросы (FAQ), которые мы получили по электронной почте или через контактную форму в Интернете.В зависимости от характера вопросов мы разделили часто задаваемые вопросы на различные категории.
    База данных ASCI
    Азиатский индекс научного цитирования (ASCI) стремится предоставить авторитетный, надежный и значимая информация по освещению наиболее важных и влиятельные журналы для удовлетворения потребностей мировых научное сообщество.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *