Жигадло Александр Петрович – канд. техн. наук, д-р пед. наук, доц., ректор
г. Омск
Aleksandr P. Zhigadlo – Cand. of Sci., Dr. of Sci., Associate Professor, Rector
Omsk
Макушев Юрий Петрович – канд. техн. наук, доц. кафедры «Автоматизация и энергетическоемашиностроение»
г. Омск
Yuri P. Makushev – Cand. of Sci., Associate Professor,Automation and Energy Engineering Department
Omsk
Введение. В настоящее время часть дизельных двигателей автомобилей КамАЗ-740 работают с топливной аппаратурой, у которой форсунки имеют гидромеханическое управление. Основным их недостатком является низкое давление топлива перед сопловыми отверстиями (менее 60 МПа) и отсутствие управления подачей топлива.
Применение форсунок с электрогидравлическим управлением (ЭГУ) позволяет повысить давление в полости форсунки до 250 МПа и управлять процессом впрыска топлива. Недостатком форсунки с ЭГУ является сложность конструкции клапана управления, трудность его регулирования и кодирования. Объектом исследования являются форсунки дизеля КамАЗ -740 с электрогидравлическим управлением хода иглы распылителя.
Целью данной работы является выполнение теоретических исследований и совершенствование методики технического обслуживания форсунок с электрогидравлическим управлением (регулирование клапана управления и кодирование), что позволит повысить их надежность, долговечность и обеспечит снижение расхода топлива дизелей.
Методика исследования. Исследования клапана управления форсункой являются теоретическими, расчетными. В работе предложена методика расчета и выполнены теоретические исследования влияния давления (50–250 МПа) на величину эффективного проходного сечения и диаметра сопловых отверстий распылителя.
Для форсунок с ЭГУ уточнена методика регулирования клапана управления, которая заключается в том, что в начале регулирования выполняется расчет главной силы, действующий на шарик со стороны максимального давления в камере управления (например, 200 МПа), равной 76 Н (рисунок 4). Затем определяется необходимая сила пружины 100 Н (больше на 20–40%, рисунок 5). Далее оценивается сила электромагнита 140 Н (больше на 20–40% силы пружины, рисунок 6).
Результаты теоретических исследований. Представлены результаты расчетных (теоретических) исследований эффективного проходного сечения распылителя и диаметра сопловых отверстий в зависимости от величины давления Р перед сопловыми отверстиями.
В работе определены. 1. Силы, действующие на шарик (57–105 Н) в зависимости от величины давления в камере управления (150–275 МПа). 2. Силы пружины (40–140 Н) жесткостью 40 Н/мм в зависимости от ее сжатия до 3,5 мм. 3. Силы электромагнита (140–20 Н) в зависимости от зазора между якорем и сердечником (0,2–0,5 мм).
Рассмотрен способ восстановления требуемой (паспортной) цикловой подачи топлива при ее изменении в результате замены клапана управления или его регулировки. Приведены расчетные значения подачи топлива за цикл (мм3/цикл) от времени активации.
Заключение. Результаты исследования предназначены для организаций и предприятий, занимающихся диагностикой, восстановлением, регулировкой и кодированием форсунок с электрогидравлическим управлением хода иглы распылителей.
Результаты расчетных исследований могут быть использованы для уточнения методики технического обслуживания топливных систем с электронным управлением (Common Rail).
Introduction. Nowadays the part of the diesel engines for KamAZ-740 cars are operated with fuel equipment, in which the injectors have hydro mechanical control. Their main disadvantage is the low fuel pressure in front of the injector openings (less than 60 MPa) and the lack of fuel supply control.
The use of injectors with electro hydraulic control (EHC) increases the pressure in the injector cavity up to 250 MPa and control the fuel injection process. The disadvantage of the injectors with EHC is a structural complexity of a control valve, the difficulty of its regulation and coding. The object of the study is the injectors of KamAZ-740 diesel engine with electro hydraulic control of the atomizer needle stroke.
The purpose of this work is to carry out theoretical research and improve the methods of maintenance of injectors with electro hydraulic control (control valve regulation and coding), which will increase their reliability, durability and ensure a reduction in diesel fuel consumption.
Research methods. The study of the nozzle control valve is theoretical and calculated. The paper proposes a calculation method and performs theoretical studies for the influence of pressure (50 – 250 MPa) on the value of the effective flow section and the diameter of the nozzle holes of the sprayer.
For the injectors with EHC, the control valve regulation procedure has been clarified, which consists in the fact that at the beginning of regulation, the main force acting on the ball from the side of the maximum pressure in the control chamber (for example, 200 MPa) equal to 76 N is calculated (see Figure 4). Then the required spring force of 100 N is determined (20-40% more, see Figure 5). Next, the strength of the electromagnet is estimated at 140 N (20 – 40% more of the spring force, see Figure 6).
The results of theoretical research. The results of computational (theoretical) studies for the effective flow section of the sprayer and the diameter of the nozzle holes, depending on the pressure P in front of the nozzle holes, are presented.
The paper defines. 1. The forces acting on the ball (57 – 105 N) depending on the pressure in the control chamber (150 – 275 MPa). 2. Spring forces (40 – 140 N) with a stiffness of 40 N /mm, depending on its compression up to 3.5 mm. 3. The forces of the electromagnet (140 – 20 N) depending on the gap between the anchor and the core (0.2 – 0.5 mm).
The method of restoring the required (rated) cyclic fuel supply when it changes as a result of replacing the control valve or adjusting is considered. The calculated values of fuel supply per cycle (mm3/cycle) from the activation time are given.
Conclusion. The results of the study are intended for organizations and enterprises engaged in diagnostics, restoration, adjustment and coding of injectors with electro hydraulic control for the needle stroke of sprayers. The results of computational studies can be used to refine the methodology of maintenance of fuel systems with electronic control (Common Rail).
The authors declare that there are no conflicts of interest present.